技術特征：

1.一種超短基線五基元立體空間基陣，包括5個收發(fā)合置的水聲換能器基元和帶球冠的圓柱型基陣外殼，其特征在于，5個水聲換能器基元分別位于空間五面體的各頂點，其中4個水聲換能器基元位于一個水平平面內的四個頂點，成方形布局；共面的4個水聲換能器基元中對角的2個水聲換能器基元分別與第5個水聲換能器基元構成豎直方向的定位平面，形成2個豎直方向的定位基準面。

2.根據(jù)權利要求1所述的超短基線五基元立體空間基陣，其特征在于，所述5個水聲換能器基元位于五面體空間的各頂點上；位于水平平面內的4個水聲換能器基元，每3個水聲換能器基元均構成平面內直角坐標系的定位平面，其組合構成的定位基陣包括1-2-3定位基陣，2-3-4定位基陣，3-4-1定位基陣，4-1-2定位基陣；底面對角兩個點與空間第五點分別構成兩個正交的豎直方向的定位基陣，包括1-5-3定位基陣和2-5-4定位基陣，這兩個基陣面在空間成直角關系；底面相鄰兩個點與空間第五點分別構成空間傾斜方向的定位基陣，包括1-5-2定位基陣和2-5-3定位基陣；底面4個水聲換能器基元構成1-3、2-4兩個測量基線形成的4基元正交平面定位基陣。

3.根據(jù)權利要求1所述的超短基線五基元立體空間基陣，其特征在于，所述超短基線五基元立體空間基陣形成的圓柱面直徑為15cm。

4.根據(jù)權利要求1所述的超短基線五基元立體空間基陣，其特征在于，所述的5個水聲換能器基元均采用高精度數(shù)控加工技術在實體金屬上切割成型裝配基座，實現(xiàn)換能器基元裝配；所述5個換能器基元通過絕緣透聲橡膠進行灌封，并固定在加工好的基陣外殼的安裝基座上。

5.根據(jù)權利要求1或2所述的超短基線五基元立體空間基陣，其特征在于，所述超短基線五基元立體空間基陣陣型還包括變形形式：在0點增加一個水聲換能器基元，該水聲換能器基元與1-5點中的兩個水聲換能器基元重新構成子基陣，包括1-0-2基陣、2-0-5基陣；在1-5點的軸線方向各增加一個水聲換能器基元，形成差分形式的定位基陣。

6.一種如權利要求1-4任一所述的超短基線五基元立體空間基陣進行水聲定位的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：選取超短基線五基元立體空間基陣中任一平面中構成直角關系的3個水聲換能器基元組合形成定位基陣面，如1-2-3構成的定位基陣面，根據(jù)該基元組合中的每個基元測量目標的時延估計值，構建目標方位解算方程，獲取目標方位值；

步驟二：重復步驟一，改變選取的基元，遍歷所有成直角關系的三基元組合，統(tǒng)計不同基元組合的情況下求解的目標方位值，分別作為各自局部坐標系內的目標方位初值；

步驟三：根據(jù)預定的俯仰角高低精度區(qū)間，確定目標方位初值的加權值；

步驟四：將所有局部坐標系下獲得的目標方位初值轉換到全局坐標系下，并判斷轉換后的測量目標方位初值是否滿足設定的計算精度，若滿足，則對轉換后的方位初值進行加權計算，取加權平均值，作為本次定位測量的目標最終方位值；否則，則返回步驟一，重新測量。

7.根據(jù)權利要求6所述的超短基線五基元立體空間基陣進行水聲定位的方法，其特征在于，步驟三中，確定不同俯仰角的定位精度區(qū)間，并根據(jù)精度區(qū)間設定定位結果修正權重，修正權值計算方法為：根據(jù)歸一化理論模型獲得的0-180°半空間范圍內，超短基線定位理論值與真實值之間的相對誤差曲線，設定誤差最低閾值λ，根據(jù)最低閾值λ分割獲得的半空間俯仰角定位區(qū)間范圍，誤差大于λ為低精度俯仰角定位區(qū)間，誤差小于λ為高精度俯仰角定位區(qū)間，不同定位精度區(qū)間取不同的定位結果修正權重值Q，Q值范圍為[0,1]，高精度區(qū)間Q值取為1，低精度區(qū)間Q值取為0。

8.根據(jù)權利要求6所述的超短基線五基元立體空間基陣進行水聲定位的方法，其特征在于，步驟四中，構建定位基陣面的坐標轉換關系，將步驟一到步驟二獲得的目標方位值轉換為全局坐標系下的目標方位值，并根據(jù)步驟三獲得的修正權重對各基陣面的目標方位值進行加權計算，最終取所有基陣面的加權平均值作為水下定位目標最終的目標方位值；具體方法如下：構建目標方位轉換關系矩陣，將局部坐標系下解算獲得的局部坐標系方位坐標轉換為以01-02-05三個坐標軸為方向的全局坐標系的方位坐標，

其中，是定位信號目標通過局部坐標系向全局坐標系的轉換結果，定義為，分別是定位結果在x、y、z軸上的坐標值；為旋轉矩陣，描述坐標系的姿態(tài)；是平移矢量，描述坐標系的原點在坐標系下的矢量表示；坐標的旋轉變換可用向量表示為：

，該矩陣為正交，即，分別是繞xyz軸旋轉矩陣；

最終，五基元立體空間基陣的最終定位結果為：

其中，i為各定位基陣的順序號。