[發(fā)明專利]基于UUV平臺的低頻主動水聲探測系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010965107.5
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112362153A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅再磊;沈同圣;劉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍軍事科學(xué)院國防科技創(chuàng)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(xué)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(tǒng)，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(dǎo)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(cè)參量陣換能器(7)，所述舷側(cè)參量陣換能器(7)利用兩列不同頻率的原頻信號產(chǎn)生差頻聲信號，進行目標(biāo)探測，得到目標(biāo)方位和散射強度；目標(biāo)在所述差頻聲信號的激發(fā)下，產(chǎn)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(biāo)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(biāo)距離信息和目標(biāo)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(jù)所述UUV平臺的自身位置信息，目標(biāo)位置信息和散射強度信息，設(shè)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(biāo)進行跟蹤，發(fā)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(qū)動所述UUV平臺完成匹配的運動，實現(xiàn)對目標(biāo)的跟蹤。

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，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(biāo)(8)以及北斗天線(9)；

所述水聲定位與通信信標(biāo)(8)用于與水面控制中心的超短基線定位系統(tǒng)和水聲通信系統(tǒng)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(wèi)星定位的UUV平臺的自身位置信息。

3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，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(jù)此設(shè)置安全距離；

所述本體控制艙段(3)在設(shè)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(nèi)。

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

所述本體控制艙段(3)根據(jù)所述UUV平臺的自身位置信息，目標(biāo)位置信息和散射強度信息，設(shè)置運動控制方向和速度作為運動控制指令對目標(biāo)進行跟蹤，具體為：所設(shè)置的運動控制指令包括以所述運動控制方向作為所述轉(zhuǎn)舵機構(gòu)(10)的轉(zhuǎn)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(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，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(shè)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(biāo)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(shù)AD轉(zhuǎn)換得到所述水聲信號。