[發明專利]一種多普勒計程儀

無效

• 申請號: 201310553995.X
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103558411A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 鮑飛豹;陳弘
• 申請（專利權）人: 金陵科技學院
• 主分類號: G01P5/24
• 分類號: G01P5/24;G01C22/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于水下作業設備領域，尤其涉及一種多普勒計程儀。

背景技術

目前水下運載器的作業海區越來越廣,?航行速度越來越高,?因此只有大深度、高航速的多普勒計程儀才能滿足當前水下運載器的需求。國內目前尚無此類聲多普勒計程儀,?引進的美國R?D?公司的30?kHZ?聲多普勒計程儀,?實際探測深度不到20m?,?且國外對大深度多普勒計程儀的引進非常敏感,?實行技術封鎖,?因此國內必須自主研發高精度、大深度、高航速多普勒計程儀，為提高水下運載器的智能控制和導航定位精度等方面解決關鍵技術。因此高精度多普勒計程儀的成功開發不僅可以國產儀器替代進口儀器,?還可以滿足大深度、高航速下精確測速的需求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多普勒計程儀，旨在解決現有的水下用多普勒計程儀的性能還不能滿足大深度、高航速的水下運載器的需求的問題。

本發明是這樣實現的，?一種多普勒計程儀包括發射機模塊、換能器模塊、接收機模塊、信號處理機模塊、顯示器模塊、羅經速度補償變換器模塊、陀螺羅經模塊。

用于產生足夠功率的定波長電信號,并觸發發射換能器模塊發射超聲波的發射機模塊；　　　

與發射機模塊相連接，由壓電陶瓷元件組成的用于接收海底漫發射或體積混響返回的回波并將聲能轉化為電信號送給接收機模塊預處理的換能器模塊。

與換能器模塊相連接，用于放大接收到的回波信號,?檢出各波束的頻率，并保持輸出電壓的穩定性的接收機模塊。

與接收機模塊相連接，利用檢出頻率計算各向多普勒頻移,?結合陀螺羅經的航向信息,?進行坐標變換,?輸出速度信息的信號處理機模塊。

與信號處理機模塊相連接，用于負責航速、深度、故障和系統參數等信息的顯示的顯示器模塊；

與信號處理機模塊相連接，用于速度誤差補償的羅經速度補償變換器模塊；

與羅經速度補償變換器模塊和信號處理機模塊相連接，用于提供精確的航向數據，以確定地理坐標系方向基準的陀螺羅經模塊。

進一步，所述的發射機模塊的發射信號為一對寬帶編碼脈沖信號,?通過測量該對脈沖信號的回波脈沖時間間隔變化來解算相對流速。設多普勒計程儀向四個方向同時發射一對寬帶脈沖信號,?該對脈沖信號的時間間隔為t₀、t_l?、t₂、t₃?、t₄?分別為南、北、東、西四個波束上的回波脈沖對的時間間隔。則載體相對于海底的速度在南北方向上的分量u_北為:

u?_北=(t₂-t_l)×c/（4t₀×sin(Φ)）?(l)

在東西方向上的分量u_東為:

u_東=(t_3?-t₄)×e/（4t₀×sin(Φ)）?(2)

上式中脈沖信號的時間間隔為一個編碼信號周期,相位角Φ為周期函數，測出t_l?、t₂、t₃?、t₄，進行相對流速的計算即可。

進一步，在高速航行時,采取相位預調整補償法解決速度模糊問題。

效果匯總

本發明的多普勒計程儀，發射機模塊的發射信號為一對寬帶編碼脈沖信號,?通過測量該對脈沖信號的回波脈沖時間間隔變化來解算相對流速，高速航行時,采取相位預調整補償法解決速度模糊問題，與現有的計程儀相比較具有更高的探測深度和測量精度。

附圖說明

圖1是本發明實施例提供的多普勒計程儀的組成框圖。

圖中：1、發射機模塊；2、換能器模塊；3、接收機模塊；4、信號處理機模塊；5、顯示器模塊；6、羅經速度補償變換器模塊；7、陀螺羅經模塊。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

圖1示出了本發明的多普勒計程儀的結構，如圖所示，本發明是這樣實現的，?一種多普勒計程儀包括發射機模塊1、換能器模塊2、接收機模塊3、信號處理機模塊4、顯示器模塊5、羅經速度補償變換器模塊6、陀螺羅經模塊7。