[發明專利]一種半實物仿真技術的長基線水聲落點測試系統

在審

• 申請號: 202110429663.5
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113296055A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）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）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: 無錫義海知識產權代理事務所(普通合伙) 32247
• 代理人: 張春合

1.一種半實物仿真技術的長基線水聲落點測試系統，其特征在于，所述系統包括至少4個水聲傳感節點，以及與每個水聲傳感節點通信連接的仿真平臺，每個水聲傳感節點包括通信模塊，以及通過通信模塊與仿真平臺連接的浮標子系統，浮標子系統內至少設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.根據權利要求1所述半實物仿真技術的長基線水聲落點測試系統，其特征在于，所述水聲探測模塊包括：

水聽器，用于將水聲信號轉換為電信號；

數據采集模塊，用于將水聲信號轉換為可計算的數字信號；

數據處理及控制模塊，用于進行水聲信號的預處理，并與觸發閾值對比以觸發落點信息采集，還用于接收和處理浮標子系統與定位及授時模塊的姿態信息、定位信息和授時信息；

存儲模塊，用于存儲觸發時刻前后一段時間內的水聲信號；

與所述通信模塊連接的串行通信接口，用于接收發送水聲信號探測相關的指令和數據；

其中水聽器、數據采集模塊、存儲模塊、通信模塊的串行通信接口分別與數據處理及控制模塊電連接。

3.根據權利要求2所述半實物仿真技術的長基線水聲落點測試系統，其特征在于，所述通信模塊包括浮標端通信模塊和仿真平臺端通信模塊，其中浮標端通信模塊包括：

浮標端通信天線，用于通信信號的電磁發出和接收；

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

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

定位模塊，用于包括經度、緯度、方位角、速度、GPS數位置信息及狀態信息的信息處理；

授時模塊，用于系統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送至所述水聲處理模塊。

5.根據權利要求1所述半實物仿真技術的長基線水聲落點測試系統，其特征在于，所述浮標子系統包括：

浮標標體，用于裝載所述水聲探測模塊、定位及授時模塊和通信模塊；

姿態探測模塊，用于探測浮標標體的姿態，包括航向及俯仰信息；

偏心振子振動器，用于根據仿真平臺指令實現浮標標體姿態的改變；

航標燈，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、航標燈與姿態探測模塊的供電。

6.根據權利要求3所述半實物仿真技術的長基線水聲落點測試系統，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出和接收；

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

仿真計算機，用于進行基于長基線技術的落點定位計算；用于各傳感節點浮標標體的姿態計算與處理；用于誤差模型的建立，仿真及計算；用于實驗環境模型的建立，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.根據權利要求1所述半實物仿真技術的長基線水聲落點測試系統，其特征在于，所述仿真平臺，根據環境模型，仿真預設實驗區域的環境實驗誤差，將誤差參數通過通信模塊發送至各傳感節點。

8.根據權利要求2所述半實物仿真技術的長基線水聲落點測試系統，其特征在于，所述數據處理及控制模塊，根據仿真平臺計算所得誤差參數，根據需要在水聲數據處理過程中施加噪聲載荷，數據處理及控制模塊，還根據仿真平臺計算所得誤差模型，根據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.根據權利要求5所述半實物仿真技術的長基線水聲落點測試系統，其特征在于，所述偏心振子振動器，根據仿真平臺計算所得姿態誤差參數，調整浮標標體的姿態，用于姿態誤差的仿真和驗證分析。

10.根據權利要求8所述半實物仿真技術的長基線水聲落點測試系統，其特征在于，所述仿真平臺實時監控各傳感節點中子系統的狀態信息，包含工作狀態和工作參數，仿真平臺還根據環境模型進行幾何精度因子仿真，并與各節點仿真所得的定位結果進行比對，迭代改進誤差參數的設置。