[發明專利]一種穩健的水聲遙測信標

有效

• 申請號: 201410831798.4
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104569918B
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 張慶國;龔榕;崔國平;王建培;李興武
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司七五○試驗場
• 主分類號: G01S5/18
• 分類號: G01S5/18;G01S15/06;H04B13/02;H04L1/00
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

本發明公開一種穩健的水聲遙測信標，屬于水聲遙測、水聲通信技術領域，是一種用于水下目標航行參數實時遙測的聲信標；該水聲遙測信標采用組合雙脈沖之間的相對時延值，結合其頻率差進行實時編碼；其遙測參數類型可利用幀行信息進行識別，定位信息與參數編碼信息相互獨立，該水聲遙測信標是一種可與靶場通用跟蹤測量系統，W3系統相兼容的新型水聲遙測信標，采用上述的水聲遙測信標可實時完成水下目標的航行參數遙測，具有結構簡單、測量精度高、性能可靠、抗干擾性強、誤碼率低等優點，降低存在重要試驗數據丟失的風險。

技術領域

本發明涉及一種穩健的水聲遙測信標，特別是一種可適合于復雜水環境且穩健的水聲遙測信標，屬于水聲遙測、水聲通信技術領域。

背景技術

目前，水下目標的航行參數信息，多數需要在試驗結束后通過內測系統獲得。這種傳統的遙測信標存在實時性不高，較難與本次試驗的航行彈道相匹配等不足。如果試驗過程中發生“沉雷”事故，還存在重要試驗數據丟失的風險。因此，本發明設計了一種能通過水聲信道實時獲得水下目標航行參數且穩健的水聲遙測信標，這種穩健的遙測信標能降低試驗風險以及重要試驗數據丟失的風險，從而提高試驗效率。另外，對于新型智能魚雷來說，實時獲得航行姿態，對于掌握其航行狀態，特別是其攻擊效果（如垂直命中角）來說是非常重要的。航行參數遙測的目的，就是將水下目標的航行姿態等參數信息實時編碼發射，通過水聲傳播后，在接收端通過解碼及相應信號處理，以實時獲得其航行姿態等信息。水聲遙測信標是航行參數聲學遙測的關鍵，直接影響遙測功能及性能。由于聲環境的復雜多變性，聲學遙測信標多由調頻脈沖（線性調頻、雙曲調頻、混沌調頻等）、單頻脈沖，或多種脈沖信號組合而成。信標的編碼調制方式有多種（如FSK、MFSK、PSK、OFDM等），但在工程實用上均有一定的應用范圍，因此，很難滿足水下航行參數信息的多樣性，同時往往還會出現測量精度低、性能可靠性低、抗干擾性弱、誤碼率高等。

發明內容

為解決上述的現有技術問題，本發明提供了一種結構簡單、測量精度高、性能可靠、抗干擾性強、誤碼率低，降低重要試驗數據丟失風險且可適合于復雜水環境且穩健的水聲遙測信標。

本發明是這樣實現：該水聲遙測信標采用2s同步大周期，可以兼容靶場通用測量系統要求，在兼容靶場以往跟蹤系統信標的基礎上，采用雙脈沖組合調制方式，利用脈沖信號之間時延值和頻率差同時進行航行參數信息的精細編解碼，所述的時延值編碼調制完成航行參數的粗調制；所述的頻率編碼完成其參數值的精細調制，從而保證姿態角的遙測精度。

所述的水聲遙測信標采用雙脈沖信號之間的相對時延值結合頻率差進行航行參數編碼，具有幀行識別功能，并能利用幀行識別進行航行參數類型的識別。

采用雙脈沖信號進行定位與遙測，利用正負線性調頻脈沖信號進行幀行識別，并具備多普勒頻偏修正功能。

采用組合雙脈沖的相對時延值及頻率差值進行航行參數深度、航向、俯仰、橫滾的編碼方式，結合接收端的相應信號處理獲得其航行參數及定位信息。

該水聲遙測信標還能夠對航行參數類型編碼進行識別；定位與遙測功能相互獨立。

工作原理是：水下目標安裝的3D聲源產生圖1所示的聲信標信號，測量系統將接收到的水聲信號進行相應的信號處理和解算，完成水下目標的定位與遙測。其次，測量系統接收到該信標信號后，首先區分其調制方式，然后通過頻率估計及幀行識別來區分編碼性質（即何種信息編碼），然后對照表1進行解碼，最終實時獲得水下目標的航行姿態及位置信息。

附圖說明

為了使本發明的內容更容易被清楚的理解，下面根據實施例子并結合附圖，對本發明做進一步的說明，其中：

圖1為航行參數遙測信標示意圖；

圖2為航行參數遙測頻率差編碼表。