Fundamental Limits of Doppler Shift-Based, ToA-Based, and TDoA-Based Underwater Localization
Notice bibliographique
Résumé
Dear Editor, This paper is concerned with the underwater localization based on acoustic signals. Specifically, we will focus on the search of an underwater target that can constantly broadcast a beacon signal, such as a black box. Common measurements for localization are Doppler shift [1], time of arrival (ToA) [2]–[4], time difference of arrival (TDoA) [5], [6], angle of arrival (AoA) [7], etc. In this paper we will investigate the fundamental limits of Doppler shift-Based, ToA-Based, TDoA-based underwater localization. Note that AoA is not covered, because Doppler shift can be viewed as one type of AoA. The discussion will focus on short-baseline positioning with a mobile anchor, i.e., an autonomous underwater vehicle (AUV). Due to the large distance and the limited battery life of the AUV, the target is quite likely to lie outside the convex hull of the AUV's trajectory. In such cases, we will show that accurate localization is almost impossible by exclusively dependent on a single type of measurements. However, system performance will be significantly improved by combing Doppler shift with ToA or TDoA measurements. The reason for such improvement will be unveiled theoretically and numerically in this letter.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,014 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,003 | 0,006 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,003 | 0,005 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,002 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».