基于光声信号的水下节点定位技术：克服 GPS 限制且无需 AUV

水下传感器网络有望促进众多商业与军事应用。此外，由于在特定位置部署传感点的复杂性，实际水下场景中的精确自定位是传感器网络的关键挑战。全球定位系统（GPS）不适用于水下定位，因为盐水会严重衰减信号，使其穿透能力仅限于几米。因此，对于水下网络，无线无线电波传输最有前景的替代方案被认为是声学通信。为建立水下定位模型，传统技术本质上包含水面网关或中间锚节点，在水面接入点部署时会产生后勤挑战与安全隐患。本文提出一种独特的使用光声信号远程定位水下无线传感器网络的定位方法，以解决这些问题。在我们的模型中，GPS 信号通过移动信标从空中传输至水下节点，该信标采用光声技术产生短时各向同性声信号源。具有全向接收器的水下节点可通过比较两个等效等离子体（亦称声源节点）的信号电平，在随机真实环境中检测自身位置。最后，软件仿真结果与所提理论模型对比凸显了我们方法的可行性。与复杂的传统节点定位方法相比，我们的简化方法预期仅用单个水上受控节点即可实现更好精度，同时避免了对水面锚节点的额外需求。