[發(fā)明專利]一種深海聲學(xué)接收潛標(biāo)及信號采集方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911327455.3
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111024049B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓一丁;王海斌;陳曦;江磊;陳德勝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00;G01S7/526;B63B22/00;B63B22/04;G04R20/02
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;李彪

本發(fā)明屬于海洋環(huán)境和聲學(xué)觀測儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種深海聲學(xué)接收潛標(biāo)；其包括：水密電子艙和濕端配套設(shè)備；所述水密電子艙安裝在濕端配套設(shè)備上，依據(jù)對應(yīng)的采集時間表，所述濕端配套設(shè)備同步采集多通道的模擬水聲信號，并將其傳輸至干端水密電子艙，水密電子艙將各通道的模擬水聲信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的各通道的數(shù)字水聲信號進行記錄和存儲；同時，濕端配套設(shè)備還包括海洋儀器設(shè)備，依據(jù)對應(yīng)的采集時間表，所述海洋儀器設(shè)備同步記錄海洋環(huán)境參數(shù)，并將其傳輸至干端水密電子艙，并將海洋環(huán)境參數(shù)進行記錄和存儲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于海洋環(huán)境和聲學(xué)觀測儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種深海聲學(xué)接收潛標(biāo)及信號采集方法。

背景技術(shù)

海洋是一個具有戰(zhàn)略意義的重要領(lǐng)域，深遠(yuǎn)海更是當(dāng)前海洋資源、海洋開發(fā)、海洋環(huán)境和海洋安全的研究熱點。聲波被認(rèn)為是唯一可在海水中遠(yuǎn)距離傳播的物理媒介，并且由于其在深海中具有良好的傳播特性，使得遠(yuǎn)距離水聲通信及其相關(guān)傳播機理的應(yīng)用研究需求迫切。潛標(biāo)作為一種獨具特色的海洋觀測設(shè)備，是海洋領(lǐng)域研究的重要技術(shù)手段。

海洋潛標(biāo)又稱為水下浮標(biāo)，是海洋環(huán)境觀測的重要設(shè)備之一。其中，海洋聲學(xué)潛標(biāo)廣泛應(yīng)用于水聲物理、海洋調(diào)查、水聲通信和導(dǎo)航定位等諸多領(lǐng)域。深海聲學(xué)接收潛標(biāo)是一種放置于海中，能夠長時、可靠地接收聲學(xué)信號的水聲試驗裝置，為水聲物理等研究提供聲學(xué)數(shù)據(jù)來源。通常地，聲學(xué)接收潛標(biāo)主要包括：水聽器陣列、水密電子艙、浮體、供電設(shè)備與錨系結(jié)構(gòu)；可以依托不同平臺進行釋放與回收，實現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)測量、聲學(xué)信號接收等功能，通過與聲學(xué)發(fā)射設(shè)備配合，完成對海洋環(huán)境觀測、水聲通信、水聲物理等研究。

目前，水下聲學(xué)接收潛標(biāo)主要分為自容式接收潛標(biāo)和實時傳輸式接收潛標(biāo)兩種。其中，第一種，自容式接收潛標(biāo)在工作期間所獲得的原始數(shù)據(jù)和信息是貯存在測量設(shè)備或潛標(biāo)專用記錄儀器中，要想獲取這些數(shù)據(jù)資料，需將潛標(biāo)回收后進行讀取。第二種，實時傳輸式接收潛標(biāo)則可以通過面浮標(biāo)等通訊數(shù)據(jù)鏈路，及時地將海洋環(huán)境測量數(shù)據(jù)或聲學(xué)記錄數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨墩尽?/p>

但是，現(xiàn)有的聲學(xué)接收潛標(biāo)存在以下三方面問題：

第一，功耗較高，不能進行長時、連續(xù)地工作值守，能源供應(yīng)的局限性影響了接收潛標(biāo)諸多重要功能的發(fā)揮；

第二，為了實現(xiàn)定時授時功能，現(xiàn)有聲學(xué)潛標(biāo)一般采用加裝水面天線的方式，但水面天線存在生存性差、功耗高、不適用于深海環(huán)境等缺點；

第三，現(xiàn)有聲學(xué)接收潛標(biāo)的工作模式單一，對于各傳感器組不能進行單獨控制、采集和數(shù)據(jù)記錄，這極大限制了聲學(xué)潛標(biāo)工作的靈活性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，為解決現(xiàn)有水下聲學(xué)接收潛標(biāo)存在的上述缺陷，本發(fā)明提出了一種深海聲學(xué)接收潛標(biāo)，具有水聲信號實時采集與儲存、低功耗長期值守、高精度授時守時等多種功能，克服了已有聲學(xué)接收潛標(biāo)能源供給受限、高精度時間同步能力欠缺、工作模式單一等問題，可為深海水聲技術(shù)、海洋環(huán)境觀測等研究領(lǐng)域提供有力支持。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種深海聲學(xué)接收潛標(biāo)，其包括：干端水密電子艙和濕端配套設(shè)備；所述干端水密電子艙安裝在濕端配套設(shè)備上，依據(jù)對應(yīng)的采集時間表，所述濕端配套設(shè)備同步采集多通道的模擬水聲信號，并將其傳輸至干端水密電子艙，干端水密電子艙將各通道的模擬水聲信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的各通道的數(shù)字水聲信號進行記錄和存儲；

同時，濕端配套設(shè)備還包括海洋儀器設(shè)備，依據(jù)對應(yīng)的采集時間表，所述海洋儀器設(shè)備同步記錄海洋環(huán)境參數(shù)，并將其傳輸至干端水密電子艙，并將海洋環(huán)境參數(shù)進行記錄和存儲。

作為上述技術(shù)方案的改進之一，所述干端水密電子艙包括：水密電子艙、主控處理模塊、A/D模塊、存儲模塊、時鐘模塊和供電模塊；所述主控處理模塊、A/D模塊、存儲模塊、時鐘模塊、供電模塊均安裝在水密電子艙內(nèi)；