[發(fā)明專利]一種搭載水下載體可伸展滑套式光電周視探測浮標及探測方法

有效

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• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN108482619B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 張寶宜;江濤;劉小強;王佳;李廣良;王虎;慕巍;姚林海;楊修林;高雅
• 申請（專利權）人: 西安應用光學研究所
• 主分類號: B63C11/52
• 分類號: B63C11/52;B63B22/18
• 代理公司: 61204 西北工業(yè)大學專利中心
• 代理人: 陳星<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發(fā)明公開了一種搭載水下載體可伸展滑套式光電周視探測浮標及探測方法，特別涉及一種能夠增強水下載體遠距離環(huán)境態(tài)勢實時感知的隱蔽性，并提高水下載體對水面和空中目標探測距離和定位精度的一種搭載水下載體可伸展滑套式光電周視探測浮標。該浮標通過光纖實現(xiàn)與UUV的實時雙向通訊，可獲得所在水域的環(huán)境態(tài)勢，并將周視偵查圖像回傳給UUV，可在可見光或紅外波段內從水面和空中背景圖像中提取目標，并利用光電周視探測浮標的三維姿態(tài)角、方位機構轉角、俯仰機構轉角、目標橫向和縱向視頻偏差量實時解算出目標相對于UUV在東北天坐標系下的方位角和俯仰角，并通過光纖傳輸模塊上傳給UUV。光電探測距離和導引精度相對于傳統(tǒng)的聲納提高了一個數(shù)量級。

技術領域

本發(fā)明屬于光電探測技術領域，涉及的一種搭載水下載體可伸展滑套式光電周視探測浮標，特別涉及一種適裝UUV內部，具備解脫釋放、自主上浮、水下姿態(tài)變換、水面姿態(tài)穩(wěn)定、周視探測、自主定位、目標指示功能的光電周視探測浮標。

背景技術

目前針對海上遠距離環(huán)境態(tài)勢實時感知以及遠場海域水面和空中圖像獲取的需求，水下載體針對水面或空中目標，只能使用其自身攜帶的聲納、光電桅桿或潛望鏡予以探測。光電桅桿、潛望鏡的使用前提是水下載體要處于通氣管或潛望狀態(tài)，易被發(fā)現(xiàn)，且潛望高度低、不能遠距離觀察。

通常的方法是水下載體行進至預定海域直接獲取，顯而易見，此種方法的弊端是對自身水下載體的安全帶來威脅。此外，由于水下載體體積龐大，航行過程中尾隨其后的水面航跡、水下波跡綿延數(shù)公里且持續(xù)時間長，隱蔽性差，極有可能的后果是在未到達預定海域之前就被發(fā)現(xiàn)。所以，目前的水下載體海上遠距離態(tài)勢實時感知以及遠場海域水面和空中圖像獲取手段隱蔽性差，危險程度高。

此外，水下巡航狀態(tài)的水下載體，由于水下聲環(huán)境噪聲雜亂加之驅動噪聲、海底地貌反射噪聲，聲納探測距離和導引精度受到極大限制，以致尾流自導和被動聲自導對水面目標的探測距離不超過3km，導引精度僅為5°～10°。亦即，水下載體探測定位水面和空中目標的探測距離和定位精度能力不足。

綜上所述，為增強水下載體遠距離環(huán)境態(tài)勢實時感知的隱蔽性，并提高水下載體對水面和空中目標的探測距離和定位精度，急需一種適裝于UUV內部，具備解脫釋放、自主上浮、水下姿態(tài)變換、水面姿態(tài)穩(wěn)定、周視探測、自主定位、目標指示功能的光電周視探測浮標。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的就是提供一種能夠增強水下載體遠距離環(huán)境態(tài)勢實時感知的隱蔽性，并提高水下載體對水面和空中目標探測距離和定位精度的一種搭載水下載體可伸展滑套式光電周視探測浮標(以下簡稱光電周視探測浮標)。該浮標通過光纖實現(xiàn)與UUV的實時雙向通訊，可獲得所在水域的環(huán)境態(tài)勢，并將周視偵查圖像回傳給UUV，可在可見光或紅外波段內從水面和空中背景圖像中提取目標，并利用光電周視探測浮標的三維姿態(tài)角、方位機構轉角、俯仰機構轉角、目標橫向和縱向視頻偏差量實時解算出目標相對于UUV在東北天坐標系下的方位角和俯仰角，并通過光纖傳輸模塊上傳給UUV。光電探測距離和導引精度相對于傳統(tǒng)的聲納提高了一個數(shù)量級。

本發(fā)明的技術方案為：

所述一種搭載水下載體可伸展滑套式光電周視探測浮標，其特征在于：包括伸展火工品、碟形鋼圈氣囊、配重、一級滑套、二級滑套、光電水密殼體、安裝支架、光學窗口、方位伺服機構、俯仰伺服機構、折反棱鏡、光電探測器、電子學單元、水深傳感器、衛(wèi)星定位天線；

伸展火工品布置在碟形鋼圈氣囊內部；碟形鋼圈氣囊底部與配重相連，碟形鋼圈氣囊頂部與光電水密殼體底端連接；收藏狀態(tài)時二級滑套收縮在一級滑套內部，光電水密殼體收藏在二級滑套內部，光學窗口嵌入在光電水密殼體上端；在光電水密殼體內部，安裝支架上安裝有方位伺服機構、俯仰伺服機構、折反棱鏡、光電探測器、電子學單元；水深傳感器嵌入在配重之間，衛(wèi)星定位天線安裝在光電水密殼體頂部。