[發(fā)明專利]一種基于側(cè)掃聲吶的海底目標(biāo)定位裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010416984.7
• 申請(qǐng)日: 2020-05-18
• 公開（公告）號(hào): CN111522013A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘樹文;劉艷;李艷君;王雪潔;陳琢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)城市學(xué)院
• 主分類號(hào): G01S15/89
• 分類號(hào): G01S15/89;G01S15/86
• 代理公司: 北京匯捷知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11531
• 代理人: 馬金華

本發(fā)明公開了一種基于側(cè)掃聲吶的海底目標(biāo)定位裝置，包括側(cè)掃聲吶、側(cè)掃聲吶控制模塊、GPS定位模塊、水下信號(hào)控制模塊、匹配場處理模塊、超短基線發(fā)射接收模塊、信號(hào)處理模塊、海底地圖生成模塊和顯示模塊。本發(fā)明的基于側(cè)掃聲吶的海底目標(biāo)定位裝置，采用基于超短基線的側(cè)掃聲吶測量、匹配場處理以及圖像降噪等多項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合，有利于噪聲的消除和海底目標(biāo)的準(zhǔn)確定位，同時(shí)也適用于復(fù)雜的淺海環(huán)境。本發(fā)明具有功能多樣、精確度高的特點(diǎn)，適合推廣應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水下目標(biāo)定位技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于側(cè)掃聲吶的海底目標(biāo)定位裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的海洋測量主要是在沿岸海域進(jìn)行，沿岸海域在天氣較好、風(fēng)浪較小的時(shí)候測量通常使用光學(xué)儀器，利用陸地目標(biāo)定位，這與陸地測量定位有些相似，不過天氣不好，測量船搖擺不定，因而海洋測量精度要比陸地測量定位精度低很多，目前采用主要手段：無線電定位的方法、電磁波測距的方法、無線電定位、光學(xué)定位。其中無線電定位方法被廣泛應(yīng)用。這些定位系統(tǒng)定位距離都比較遠(yuǎn)，但精度一般都比較低，由于在中遠(yuǎn)海底海底地形比較平坦，精度略低不會(huì)影響測量成果的使用，基本滿足使用需求。但現(xiàn)代海洋發(fā)展事業(yè)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出海上交通運(yùn)輸，對(duì)海洋的資源調(diào)查勘測、海洋工程建設(shè)、海洋科學(xué)研究等，需要更精確的測量成果，因此研制了水聲定位和衛(wèi)星定位，使得所需成果更為精確。

其中現(xiàn)今廣泛利用高精度中短程無線電波的傳播特性測定目標(biāo)的位置、速度和其它特性。無線電定位是除了無線電導(dǎo)航之外的無線電測定。就是利用無線電波的傳播特性測定目標(biāo)的位置、速度和其它特性。是通過直接或間接測定無線電信號(hào)在已知位置的固定點(diǎn)（岸臺(tái)）與船之間傳播過程中的時(shí)間、相位差、振幅或頻率的變化，確定距離、距離差、方位等定位參數(shù)，進(jìn)而用位置線確定待定點(diǎn)位置（如船位）的測量技術(shù)利方法。所用定位系統(tǒng)，按確定距離或距離差等定位參數(shù)的原理，分為：脈沖式無線電定位系統(tǒng)，相位式無線電定位系統(tǒng)，

脈沖一相位式無線電定位系統(tǒng)。

衛(wèi)星定位是通過空間衛(wèi)星的瞬間位置確定地面位置的方法，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展為現(xiàn)在的GPS定位系統(tǒng)，由空間衛(wèi)星部分、地面監(jiān)控部分、用戶設(shè)備部分組成，從覆蓋范圍、信號(hào)可靠性、數(shù)據(jù)內(nèi)容、準(zhǔn)確性、以及多用性指標(biāo)來看，優(yōu)先于傳統(tǒng)的衛(wèi)星系統(tǒng)。成為當(dāng)代定位熱點(diǎn)。全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS是今年以來開發(fā)的最具有開創(chuàng)意義的高新技術(shù)之一，其全球性、全能性、全天侯性的導(dǎo)航定位、定時(shí)、測速優(yōu)勢必然會(huì)在諸多領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。這是一個(gè)由覆蓋全球的24顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以保證在任意時(shí)刻，地球上任意一點(diǎn)都可以同時(shí)觀測到4顆衛(wèi)星，以保證衛(wèi)星可以采集到該觀測點(diǎn)的經(jīng)緯度和高度，以便實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航、定位、授時(shí)等功能。這項(xiàng)技術(shù)可以用來引導(dǎo)飛機(jī)、船舶、車輛以及個(gè)人，安全、準(zhǔn)確地沿著選定的路線，準(zhǔn)時(shí)到達(dá)目的地。主要是為船舶，汽車，飛機(jī)等運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行定位導(dǎo)航。例如：船舶遠(yuǎn)洋導(dǎo)航和進(jìn)港引水、飛機(jī)航路引導(dǎo)、水下地形測量等，GPS除了用于導(dǎo)航、定位、測量外，由于GPS系統(tǒng)的空間衛(wèi)星上載有的精確時(shí)鐘可以發(fā)布時(shí)間和頻率信息，因此，以空間衛(wèi)星上的精確時(shí)鐘為基礎(chǔ)，在地面監(jiān)測站的監(jiān)控下，傳送精確時(shí)間和頻率是GPS的另一重要應(yīng)用，應(yīng)用該功能可進(jìn)行精確時(shí)間或頻率的控制，可為許多工程實(shí)驗(yàn)服務(wù)。并且由其組成的GPS控制網(wǎng)具有 ：衛(wèi)控制點(diǎn)之間不需要通視、精度高、適用于海島聯(lián)測的優(yōu)勢。并將此技術(shù)延伸到水下測量--水下GPS系統(tǒng)，該系統(tǒng)不但可用于從水上（海面、沿岸陸地或飛機(jī)上）對(duì)水下目標(biāo)跟蹤監(jiān)視和動(dòng)態(tài)定位，并率先利用GPS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了水下設(shè)備導(dǎo)航、水下目標(biāo)瞬時(shí)水深監(jiān)測、水下授時(shí)、水下工程測量控制和工程結(jié)構(gòu)放樣等功能。