[發(fā)明專利]一種半實物仿真技術(shù)的長基線水聲落點測試系統(tǒng)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110429663.5
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113296055A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬穎亮;金棟;傅敏輝;李紅艷;徐先春;楊磊;馮鴻奎;張濤;仇曉靜;王剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍63686部隊
• 主分類號: G01S5/20
• 分類號: G01S5/20
• 代理公司: 無錫義海知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32247
• 代理人: 張春合

1.一種半實物仿真技術(shù)的長基線水聲落點測試系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括至少4個水聲傳感節(jié)點，以及與每個水聲傳感節(jié)點通信連接的仿真平臺，每個水聲傳感節(jié)點包括通信模塊，以及通過通信模塊與仿真平臺連接的浮標(biāo)子系統(tǒng)，浮標(biāo)子系統(tǒng)內(nèi)至少設(shè)有通過通信模塊與仿真平臺連接水聲探測模塊、定位模塊及授時模塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述半實物仿真技術(shù)的長基線水聲落點測試系統(tǒng)，其特征在于，所述水聲探測模塊包括：

水聽器，用于將水聲信號轉(zhuǎn)換為電信號；

數(shù)據(jù)采集模塊，用于將水聲信號轉(zhuǎn)換為可計算的數(shù)字信號；

數(shù)據(jù)處理及控制模塊，用于進行水聲信號的預(yù)處理，并與觸發(fā)閾值對比以觸發(fā)落點信息采集，還用于接收和處理浮標(biāo)子系統(tǒng)與定位及授時模塊的姿態(tài)信息、定位信息和授時信息；

存儲模塊，用于存儲觸發(fā)時刻前后一段時間內(nèi)的水聲信號；

與所述通信模塊連接的串行通信接口，用于接收發(fā)送水聲信號探測相關(guān)的指令和數(shù)據(jù)；

其中水聽器、數(shù)據(jù)采集模塊、存儲模塊、通信模塊的串行通信接口分別與數(shù)據(jù)處理及控制模塊電連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述半實物仿真技術(shù)的長基線水聲落點測試系統(tǒng)，其特征在于，所述通信模塊包括浮標(biāo)端通信模塊和仿真平臺端通信模塊，其中浮標(biāo)端通信模塊包括：

浮標(biāo)端通信天線，用于通信信號的電磁發(fā)出和接收；

浮標(biāo)端通信模塊，用于落點測試系統(tǒng)的短報文通信處理，還用于連接水聲探測模塊、浮標(biāo)子系統(tǒng)及仿真平臺。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述半實物仿真技術(shù)的長基線水聲落點測試系統(tǒng)，其特征在于，所述定位及授時模塊包括：

定位模塊，用于包括經(jīng)度、緯度、方位角、速度、GPS數(shù)位置信息及狀態(tài)信息的信息處理；

授時模塊，用于系統(tǒng)的授時功能及秒脈沖信號的輸出；

定位授時通信模塊，用于將定位信息及授時信息發(fā)送至所述水聲處理模塊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述半實物仿真技術(shù)的長基線水聲落點測試系統(tǒng)，其特征在于，所述浮標(biāo)子系統(tǒng)包括：

浮標(biāo)標(biāo)體，用于裝載所述水聲探測模塊、定位及授時模塊和通信模塊；

姿態(tài)探測模塊，用于探測浮標(biāo)標(biāo)體的姿態(tài)，包括航向及俯仰信息；

偏心振子振動器，用于根據(jù)仿真平臺指令實現(xiàn)浮標(biāo)標(biāo)體姿態(tài)的改變；

航標(biāo)燈，用于半實物仿真實驗時的航行警示；

電源模塊，用于水聲探測模塊、定位及授時模塊、航標(biāo)燈與姿態(tài)探測模塊的供電。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述半實物仿真技術(shù)的長基線水聲落點測試系統(tǒng)，其特征在于，所述仿真平臺包括：

仿真平臺端通信天線，用于通信信號的電磁發(fā)出和接收；

仿真平臺端通信模塊，用于各傳感節(jié)點的短報文通信處理，用于連接所述各傳感節(jié)點；

仿真計算機，用于進行基于長基線技術(shù)的落點定位計算；用于各傳感節(jié)點浮標(biāo)標(biāo)體的姿態(tài)計算與處理；用于誤差模型的建立，仿真及計算；用于實驗環(huán)境模型的建立，仿真及計算，仿真平臺端通信天線與仿真平臺端通信模塊分別與仿真計算機電連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述半實物仿真技術(shù)的長基線水聲落點測試系統(tǒng)，其特征在于，所述仿真平臺，根據(jù)環(huán)境模型，仿真預(yù)設(shè)實驗區(qū)域的環(huán)境實驗誤差，將誤差參數(shù)通過通信模塊發(fā)送至各傳感節(jié)點。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述半實物仿真技術(shù)的長基線水聲落點測試系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理及控制模塊，根據(jù)仿真平臺計算所得誤差參數(shù)，根據(jù)需要在水聲數(shù)據(jù)處理過程中施加噪聲載荷，數(shù)據(jù)處理及控制模塊，還根據(jù)仿真平臺計算所得誤差模型，根據(jù)需要在時刻信息和位置信息中施加授時和定位誤差，用于誤差的仿真和驗證分析。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述半實物仿真技術(shù)的長基線水聲落點測試系統(tǒng)，其特征在于，所述偏心振子振動器，根據(jù)仿真平臺計算所得姿態(tài)誤差參數(shù)，調(diào)整浮標(biāo)標(biāo)體的姿態(tài)，用于姿態(tài)誤差的仿真和驗證分析。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述半實物仿真技術(shù)的長基線水聲落點測試系統(tǒng)，其特征在于，所述仿真平臺實時監(jiān)控各傳感節(jié)點中子系統(tǒng)的狀態(tài)信息，包含工作狀態(tài)和工作參數(shù)，仿真平臺還根據(jù)環(huán)境模型進行幾何精度因子仿真，并與各節(jié)點仿真所得的定位結(jié)果進行比對，迭代改進誤差參數(shù)的設(shè)置。