基于信號幅度衰減測距的水下定位方法
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電信號與聲波信號關系的具體公式如下：
發送端電信號轉換為聲信號公式為：
接收端聲信號轉換為電信號公式為：
Mu=Ur／Pr (5)
可以將距離表示為關于頻率和幅度衰減的函數，下面進行具體的運算，式(4)和式(5)代表頻率分別為f1，f2的兩個信號經過圖1所示流程：
其中：將[(α1+αL1)-(α2+αL2)]記為α(f1，f2)，在最大反轉距離H，水溫t，海況級數n確定以后，α(f1，f2)就是關于f1，f2的函數；然后再將發送接收端電聲轉換公式代入，可以得到：
2 方法的分析和實驗設計
2．1 信號轉換、傳輸和處理的流程
下面從信號處理的角度來分析本文方法的具體實現。本文所用的柱狀換能器共有4個頻帶，每個頻帶有16個頻點，頻率由低到高依次代表了0000到1111共16個二進制數，換能器一次發送4個4位二進制數，共16位。信號轉換、傳輸和處理的流程如圖2所示。本文引用地址：http://www.czjhyjcfj.com/article/160292.htm
整個過程信號傳輸和變換的流程如下：
分別來自這4個頻帶的4個代表了二進制數的信號疊加后由換能器發送，發送端換能器將電信號轉換為聲信號，接收端換能器再將經過衰減的聲信號轉換回電信號，這時電信號經過前置低通濾波器、A／D轉換、加窗處理變換為可以由數字濾波器或計算機處理的有限長離散序列，此時可得出信號的頻譜。這時在頻譜中可以得出信號幅度的極值點，而極值點對應的頻點就代表了傳送的二進制數據。現在利用幅度的衰減來進行定位，所以對傳送的具體的二進制數據可不必詳細追究，主要關注信號的頻率和接收端信號的幅度。
2．2 實驗設計
本節設計了一個基于換能器的海上試驗，檢驗利用上述方法得到的節點之間的距離與實際距離是否相同或接近。
首先按設定的距離(記為R)布置好換能器，然后根據深海淺海、遠近距離找到與此對應的公式，例如淺海遠距離：
式中：
部分為換能器本身的參數，可從生產廠家得知
部分為信號幅度比，可以從發送接收端得到；α(f1，f2)部分中f1，f2是已知的，而t，n，H可通過現場測量考察得到。利用該公式求得一個距離r，和實際距離R比較，以檢驗本文方法是否準確。
3 結語
水下定位是水下無線傳感器網絡研究的一個熱點問題，針對水下的情況，通過研究水下聲波傳輸過程特點進而推出節點之間的距離來進行定位。基于信號幅度衰減測距的水下定位方法不僅能夠滿足無線傳感器網絡節點定位的要求，而且其成本較低，易理解及操作，精度高，可用于實際應用中。
隨著技術發展，水下節點的能量問題可能會因電池能夠長久供電而變成次要問題，由此引起了相應的網絡連通性、定位、路由等問題的重新分析與設計，新目標的引入必將推動該領域新的發展。
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