[發明專利]一種主被動相結合的水下目標探測儀器、監測系統及方法

在審

• 申請號: 201910106233.2
• 申請日: 2019-02-02
• 公開（公告）號: CN109828277A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 余剛
• 申請（專利權）人: 山東藍海可燃冰勘探開發研究院有限公司;威海智惠海洋科技有限公司
• 主分類號: G01S15/06
• 分類號: G01S15/06;G01S15/87;G01C21/08;G01C21/16;G08C17/02;G08C23/02;H04W4/38;H04B13/02;H04B7/185;H04L29/08
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 馬千會

1.一種主被動相結合的海底水下目標探測儀器，其特征在于：包括海洋電場測量儀、海洋磁場測量儀、四分量水聲傳感單元、數據采集存儲單元、水下無線數據傳輸單元；所述數據采集存儲單元用于采集海洋電場測量儀、海洋磁場測量儀、四分量水聲傳感單元的測量數據，將數據轉換為數字信號并儲存；水下無線數據傳輸單元通過無線傳輸方式將數據采集存儲單元的數據傳至水面。

2.根據權利要求1所述的主被動相結合的海底水下目標探測儀器，其特征在于：所述的海洋電場測量儀由兩對正交的電場傳感器構成，用于測量所處位置的兩個正交的海洋水平電場數據。

3.根據權利要求2所述的主被動相結合的海底水下目標探測儀器，其特征在于：所述的電場傳感器為不極化電極對，不極化電極的材料為金屬材料或非金屬材料。

4.根據權利要求1所述的主被動相結合的海底水下目標探測儀器，其特征在于：所述的海洋磁場測量儀由三根相互正交的磁場傳感器組成，用于測量其所處位置的海底三分量磁場數據。

5.根據權利要求4所述的主被動相結合的海底水下目標探測儀器，其特征在于：所述的磁場傳感器是感應式磁場傳感器、磁通門式磁場傳感器、超導磁場傳感器、或者是冷原子磁場傳感器中的的任一種。

6.根據權利要求1所述的主被動相結合的海底水下目標探測儀器，其特征在于：所述的四分量水聲傳感單元由三個相互正交的水聲傳感器和一個水聽器構成。

7.根據權利要求6所述的主被動相結合的海底水下目標探測儀器，其特征在于：所述的四分量水聲單元的三個相互正交的水聲傳感器由光纖檢波器、壓電檢波器、動圈式檢波器或者加速度檢波器中的一種構成。

8.根據權利要求6所述的主被動相結合的海底水下目標探測儀器，其特征在于：所述的水聽器為壓電晶體式水聽器，或者是壓電陶式水聽器，或者是光纖壓電水聽器。

9.根據權利要求1-8任一項所述的主被動相結合的海底水下目標探測儀器，其特征在于：所述的無線傳輸方式包括水下電磁波通信，或者水聲通信，或者水下量子通信方式。

10.一種主被動相結合的海底水下目標探測監測系統，其特征在于：包括布設在海底的多個如權利要求1-8任一項所述的探測儀器、主控系統、通訊衛星、水面數據接收發射單元和電流源；所述主控系統與電流源連接；所述電流源通過電信號與所述的探測儀器連接；所述探測儀器、水面數據接收發射單元、通訊衛星依次通過無線傳輸方式連接；所述通訊衛星與主控系統連接。

11.根據權利要求10所述的主被動相結合的海底水下目標探測監測系統，其特征在于：所述的主控系統包括數據接收和實時處理系統、探測和監測結果實時顯示及預警系統。

12.根據權利要求10所述的主被動相結合的海底水下目標探測監測系統，其特征在于：所述的電流源包括可控電流源、發射天線和發射電極；所述可控電流源、發射天線通過電纜連接；所述的發射天線為兩根正交的電纜；所述發射電極連接在所述發射天線的末端。

13.根據權利要求10所述的主被動相結合的海底水下目標探測監測系統，其特征在于：所述的水面數據接收發射單元包括無線數據接收單元和衛星數據發射單元；無線數據接收單元用于接收海底探測儀器發送的探測數據；所述衛星數據發射單元用于將探測數據發送給通訊衛星。

14.一種主被動相結合的海底水下目標探測監測方法，其特征在于：包括以下步驟：

首先按照預先設計好的坐標和間距，把多個主被動相結合的海底水下目標探測儀器投放到擬監測海域的海底；按照設計好的坐標，將大功率可控電流源的發射天線及電纜布設到海面下或海底；

將搭載水面數據接收發射單元的浮標布放在預定海域；

啟動大功率可控電流源，通過兩對正交的大功率大電流發射天線和發射電極向海里或海底交替發射用不同的偽隨機碼調制的大功率電流信號；

布設在海底的主被動相結合的海底水下目標探測儀器同時采集五分量可控源海洋電磁數據和四分量水聲數據；

主被動相結合的海底水下目標探測儀器的水下無線數據傳輸單元對采集到的海洋電磁和水聲數據進行壓縮，并將壓縮后的數據傳輸到布設在海面浮標上的水面數據接收發射單元里，水面數據接收發射單元再將接收到的壓縮數據上傳到低軌道通訊衛星上；

低軌道通訊衛星再將接收到的壓縮數據傳送到主控系統，主控系統及時將處理的結果展示在顯示屏上，并對監測海域內探測到或監測到的水下或海底移動或靜態目標發布預警信息。