اصول کارکرد موقعیت یابی اکوستیک USBL در زیر آب
در روش موقعیت یابی اکوستیک USBL در زیر آب باید حداقل سه فرستنده (Transceiver) و یک جواب دهنده (Transponder) وجود داشته باشد. در روش USBL تعداد سه یا بیشتر فرستنده برروی شناور مبدا نصب می شود و یک جواب دهنده نیز برروی وسیله زیر آبی (مانند ربات زیردریایی ROV (زهپاد) یا خزنده های کف دریا) متصل میشود. در ابتدا یکی از فرستنده های روی شناور یک موج اکوستیک با فرکانس مشخص را منتشر و transponder نیز بعد از تشخیص این موج یک پالس اکوستیک با فرکانسی متفاوت و مشخص را تولید می کند. در سمت transceiver به محض این که موج پاسخ دریافت شد مدت زمان بین ارسال پالس اولیه و برگشت پالس پاسخ اندازه گیری میشود و به این ترتیب با داشتن سرعت انتشار موج میتوان فاصله قطری تا وسیله مورد نظر را به دست آورد. اما داشتن فاصله تا وسیله مورد نظر کافی نیست و باید جهت آن نسبت به شناور مبدا نیز اندازه گیری شود. و نقطه تفاوت روش USBL با دیگر روش هاست. در سیستم USBL فرستنده و گیرنده های (transceivers) در فاصله بسیار کمی از هم قرار دارند که باعث شده است این سیستم حجم بسیار کمی را اشغال کند. برای پیدا کردن زاویه قرار گیری وسیله زیرآبی اختلاف فاز موج های دریافت شده توسط دو گیرنده در راستای baseline یا در واقع خطی که دو transceiver را به هم متصل می کند اندازه گیری میشود. از آنجایی که در روش USBL فاصله و زاویه وسیله زیرآبی نسبت به فرستنده-گیرندههای( transceiver ) نصب شده شده روی کشتی شناور اندازه گیری میشود، برای بدست آوردن موقعیت جهانی جسم زیر آب باید سنسورهای دیگری برروی کشتی شناور نصب شوند تا هم Roll – Yaw – Pitch شناور و هم موقعیت جهانی آن را اندازه بگیرند و سپس با در نظر گرفتن این داده ها موقعیت جهانی جسم زیر اب قابل بدست آوردن باشد.
دقت موقعیت یابی سیستم USBL به فاصله قطری جسم مورد نظر از شناور و عمق آب بستگی دارد. عملکرد این سیستم در آبهای کم عمق و در فاصلههای نزدیک تر به جسم بهتر است. همچنین از دیگر پارامترهای تاثیر گذار بر دقت سیستم USBL عملکرد سنسورهای متصل شده برروی کشتی شناور در تعیین موقعیت و زاویه قرارگیری آن است.
اصول عملکرد موقعیت یابی زیر آب با سنسور USBL برای ربات زیردریایی (ROV یا زهپاد)
