[發明專利]基于UUV平臺的低頻主動水聲探測系統及方法

在審

• 申請號: 202010965107.5
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112362153A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 羅再磊;沈同圣;劉峰
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防科技創新研究院
• 主分類號: G01H3/00
• 分類號: G01H3/00;G01S19/42
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高會允

1.基于UUV平臺的低頻主動水聲探測系統，其特征在于，包括UUV平臺主體由前至后順次分為首部避碰艙段(1)、聲源載荷艙段(2)、本體控制艙段(3)、拖曳陣載荷艙段(4)以及尾部推進模塊(5)；所述拖曳陣載荷艙段(4)通過導線固定支架連接一個細線拖曳陣；

所述聲源載荷艙段(2)安裝舷側參量陣換能器(7)，所述舷側參量陣換能器(7)利用兩列不同頻率的原頻信號產生差頻聲信號，進行目標探測，得到目標方位和散射強度；目標在所述差頻聲信號的激發下，產生散射聲波；

所述細線拖曳陣中包含線性水聽器陣列，用于采集目標的散射聲波得到水聲信號；

所述拖曳陣載荷艙段(4)用于接收所述細線拖曳陣采集到的水聲信號，對水聲信號進行處理，得到目標距離信息和目標方位信息，送入所述本體控制艙段(3)；

所述本體控制艙段(3)獲取所述UUV平臺的自身位置信息；

所述本體控制艙段(3)根據所述UUV平臺的自身位置信息，目標位置信息和散射強度信息，設置運動控制方向和運動控制速度作為運動控制指令對目標進行跟蹤，發送所述運動控制指令；

所述尾部推進模塊(5)接收所述運動控制指令，驅動所述UUV平臺完成匹配的運動，實現對目標的跟蹤。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述本體控制艙段(3)外接水聲定位與通信信標(8)以及北斗天線(9)；

所述水聲定位與通信信標(8)用于與水面控制中心的超短基線定位系統和水聲通信系統交互，獲取所述UUV平臺的自身位置信息和航向信息；

所述北斗天線(9)用于在UUV平臺浮出水面時，獲取衛星定位的UUV平臺的自身位置信息。

3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述首部避碰艙段(1)上安裝避碰聲納(6)，用于測量UUV平臺距離海底或障礙物的距離；

所述本體控制艙段(3)外接所述避碰聲納(6)；

所述本體控制艙段(3)獲取避碰聲納(6)測量的測量UUV平臺距離海底或障礙物的距離，并據此設置安全距離；

所述本體控制艙段(3)在設置運動控制指令時，保證所述UUV平臺的位置處于所述安全距離之內。

4.如權利要求1～3任一所述的系統，其特征在于，所述尾部推進模塊(5)包括轉舵機構(10)和推進器(11)，接收所述本體控制艙段(3)發出的運動控制指令，轉舵機構(10)和推進器(11)完成所述運動控制指令，驅動所述UUV平臺完成匹配的運動；

所述本體控制艙段(3)根據所述UUV平臺的自身位置信息，目標位置信息和散射強度信息，設置運動控制方向和速度作為運動控制指令對目標進行跟蹤，具體為：所設置的運動控制指令包括以所述運動控制方向作為所述轉舵機構(10)的轉動方向，和以所述運動控制速度作為所述推進器(11)的推進速度。

5.如權利要求4所述的系統，其特征在于，所述細線拖曳陣順次分為首部隔振段(13)、水聽器陣列段(14)以及尾部隔振段(15)；

首部隔振段(13)與尾部隔振段(15)分別設置在所述水聽器陣列段(14)的兩端，用于消減所述水聽器陣列段(14)末端的抖動；

所述水聽器陣列段包含水聽器陣列及信號采集電路，所述水聽器陣列用于采集目標的散射聲波得到水聲源信號；所述信號采集電路對所述水聲源信號進行信號放大、模數AD轉換得到所述水聲信號。