[發明專利]一種用于水下三維定位的標量、矢量水聽器復合線列陣

在審

• 申請號: 202210703935.0
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN114879204A
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 佟昊陽;何濤;徐平;趙涵
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一五研究所
• 主分類號: G01S15/88
• 分類號: G01S15/88;G01S7/521
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所(普通合伙) 33230
• 代理人: 宋飛燕

1.一種用于水下三維定位的標量、矢量水聽器復合線列陣，包括復合線列陣，其特征在于：所述復合線列陣包括矢量水聽器(1)、聲信標一(2)、聲信標二(3)和標量線列陣(4)，所述標量線列陣(4)一端設置有聲信標一(2)，標量線列陣(4)另一端設置有矢量水聽器(1)，所述矢量水聽器(1)一端設置有聲信標二(3)，所述聲信標二(3)一端連接有配重塊(5)，聲信標一(2)和聲信標二(3)配合外部海船上安裝的超短基線(6)，用于對復合線列陣姿態進行修正。

2.根據權利要求1所述的一種用于水下三維定位的標量、矢量水聽器復合線列陣，其特征在于：所述聲信標一(2)和聲信標二(3)分置于標量線列陣(4)兩側，通過超短基線(6)對聲信標一(2)和聲信標二(3)進行定位，以超短基線(6)為原點，x軸、y軸和水平方向互相垂直的兩條直線重合，z軸與垂直方向重合建立坐標系，若定位到的聲信標位置坐標分別為(x₁，y₁，z₁)和(x₂，y₂，z₂)，則復合線列陣與垂直方向間的夾角α應為：

校準過程中，α應不大于復合線列陣的主瓣寬度，為達成校準目標，需要設置配重塊(5)，且校準時間應避開漲、落潮的高峰期，降低暗涌對復合線列陣姿態的影響。

3.根據權利要求2所述的一種用于水下三維定位的標量、矢量水聽器復合線列陣，其特征在于：當確認復合線列陣姿態后,所述矢量水聽器(1)判斷聲信標聲波方向是否偏離目標方向，排除干擾信號，用于修正矢量水聽器(1)的參考系坐標，矢量水聽器(1)產生的電信號信號共4類，即聲波矢量在x、y、z軸上的投影P_x、P_y、P_z和聲波矢量的模量|P|，根據矢量計算公式，計算聲波的方向

測量過程中，需首先處理矢量水聽器(1)測量得到的聲波方向，再次使用公式(Ⅱ)確認沒有受到干擾源影響的片段，使用該片段作為有效實驗數據。

4.根據權利要求3所述的一種用于水下三維定位的標量、矢量水聽器復合線列陣，其特征在于：所述聲信標的工作頻率超過20kHz，復合線列陣的測量范圍低于20kHz。

5.根據權利要求1所述的一種用于水下三維定位的標量、矢量水聽器復合線列陣，其特征在于：所述復合線列陣工作頻率下限為2kHz，復合線列陣各陣元距離應大于37.5cm。

6.根據權利要求5所述的一種用于水下三維定位的標量、矢量水聽器復合線列陣，其特征在于：所述復合線列陣上的陣元個數應不小于6個，且復合線列陣總長度不超過3m。