[實用新型]一種下視與側視集成水下全景三維成像聲吶

有效

• 申請號: 201821036231.8
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN208432730U
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 任申真;張作瓊;陶偉;劉維
• 申請（專利權）人: 中科探海（蘇州）海洋科技有限責任公司
• 主分類號: G01S15/89
• 分類號: G01S15/89
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 張歡勇

本實用新型公開了一種下視與側視集成水下全景三維成像聲吶，包括側視聲吶、拖曳架、穩定尾翼、下視三維聲吶、慣導艙、水下控制模塊、拖體框架、尾舵；所述拖體框架為扁平形架構，所述拖體框架底部設置有下視三維聲吶接收基陣，所述下視三維聲吶接收基陣的上方分別設有下視三維聲吶發射機、側視聲吶發射機、側視聲吶接收機、下視三維聲吶接收機；所述拖體框架的兩側分別設有兩組側視聲吶發射基陣和側視聲吶接收基陣；所述拖曳架后部設有慣導艙、下視三維聲吶發射基陣和水下控制模塊；本新型采用側視聲吶與下視三維聲吶集成，全景三維探測掩埋物、并實時獲得聲吶側下方更大開角范圍內海底各類懸浮和沉底小目標以及海底地貌的高分辨率成像結果。

技術領域

本實用新型涉及涉及海洋工程技術設備領域，特別涉及一種下視與側視集成水下全景三維成像聲吶。

背景技術

隨著海洋科技、海洋經濟的深入發展，對海洋的認知和開發已遍布海洋的各個區域，對探查裝備的能力需求越來越高，要求探查裝備的探測能力從近海延展到中遠海，從水中懸浮、沉底目標擴展到海底以下地質層或掩埋物體。因此，對可探測懸浮、沉底和掩埋目標的海洋全景三維探查系統的需求越來越迫切。

在各類小目標探查中，掩埋物探查一直是水下目標探查的一個技術難題。當前主要解決方案有兩種：聲學探測與磁探。其中，磁探技術作用距離近，分辨率低，探測能力有限(如不能探測非金屬目標等)，虛警率高，且對載體有苛刻的要求(如消磁等)，應用范圍相對有限，聲學的探測方法是水下掩埋物的優選。

現有技術中，傳統的聲學探測手段主要為淺地層剖面儀，其缺陷表現為：1、淺地層剖面儀探測效率低、分辨率低，一般只能用于探測較粗的管線目標或較大范圍的地質剖面，不適合用來探測較小的掩埋目標；2、淺地層探測多為二維成像，只能獲得設備下方的剖面圖像；3、掩埋物探測一般需要聲波的工作頻率較低，由此帶來的缺點是分辨率較差。

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種下視與側視集成水下全景三維成像聲吶，針對現有技術中的不足，本新型采用側視的三維高頻聲吶與下視三維探掩埋聲吶相互集成，全景三維探測掩埋物、獲得海底目標高分辨成像，兼顧了探掩埋和高分辨的需求，同時提高了探測寬度，可將探測開角增大至160°以上。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：一種下視與側視集成水下全景三維成像聲吶，包括側視聲吶發射基陣、側視聲吶接收基陣、拖曳架、穩定尾翼、下視三維聲吶接收基陣、下視三維聲吶發射機、側視聲吶發射機、側視聲吶接收機、下視三維聲吶接收機、下視三維聲吶發射基陣、慣導艙、水下控制模塊、拖體框架、尾舵，其特征在于：

所述拖體框架為整體對稱并帶有圓弧形前艏的扁平形架構，其中間豎向固定設置有拖曳架、后部兩側固定裝配有兩塊穩定尾翼，所述穩定尾翼之間設置有兩組尾舵；所述拖體框架底部設置有下視三維聲吶接收基陣，所述下視三維聲吶接收基陣的上方分別固定設置有下視三維聲吶發射機、側視聲吶發射機、側視聲吶接收機、下視三維聲吶接收機；所述拖體框架的兩側側壁上分別對稱式設置有兩組側視聲吶發射基陣和側視聲吶接收基陣；所述拖曳架后部固定設置有慣導艙，所述慣導艙的兩側分別設置有下視三維聲吶發射基陣，所述下視三維聲吶發射基陣的兩側分別固定設置有多個水下控制模塊；所述拖體框架內部中間位置還設置有發射電子艙和接收電子艙，拖體框架外部裝配有蒙皮，從而構成探測聲吶拖體，并通過互聯纜與母船連接。

所述下視三維聲吶發射機、下視三維聲吶接收機、下視三維聲吶發射基陣、下視三維聲吶接收基陣協調工作構成下視三維聲吶，所述下視三維聲吶接收基陣為三維面陣式配置，并通過垂向上利用匹配濾波、垂直航跡向方向上為多波束的波束形成處理、在航跡向上的合成孔徑處理，探測獲得海底懸浮、沉底、掩埋目標的三維圖像；

所述側視聲吶發射機、側視聲吶接收機、側視聲吶發射基陣、側視聲吶接收基陣協調工作構成側視聲吶，所述側視聲吶利用自適應孔徑處理和多通道大規模波束形成算法，實時獲得高分辨海底聲吶圖像；并實時獲得聲吶側下方更大開角范圍內海底目標的高分辨成像。