[实用新型]水下高速目标轨迹测量系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种定位声纳装置。

背景技术

近年水下高速运动目标定位的需求呈现出增长的趋势。在生物研究中常常要观测记录鲸、海豚或其他水下大型鱼类的行进轨迹以研究其巡游的规律。研究中常常通过在它们身上安装微型声信标实现对研究目标的实时监测，而海豚等水下大型生物的最高运动速度可达50千米/时，甚至高于普通船只，因而需要高速运动目标定位技术的支撑以完成相关考察研究。近年随着水下潜器技术的成熟，私人潜艇渐渐兴起。目前世界最快的“超级猎鹰”号私人潜艇最高航速20千米/时，在实际使用中同样需要使用水下运动目标定位技术保证潜艇内人员的生命安全，并可对潜器进行辅助导航。

由此可见，进行高精度水下高速运动目标定位技术的研究不仅可以满足现有的民用需求，更可为未来水下勘探、海洋开发提供技术支持。

发明内容

本实用新型的目的在于提供系统结构简单、便于安装、操作使用方便的水下高速目标轨迹测量系统。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型水下高速目标轨迹测量系统，包括依次相连的水面定位单元、同步器、声信标，其特征是：所述的水面定位单元包括依次相连的水下换能器基阵、信号与处理系统、数字信号处理单元、计算机，信号与处理系统包括依次相连的信号滤波模块、信号放大模块和可控增益模块，数字信号处理单元包括逻辑控制模块、信号采集模块、GPS姿态仪数据信息接收模块、网络通信模块，逻辑控制模块分别与信号采集模块、GPS姿态仪数据信息接收模块、网络通信模块相连，网络通信模块还和信号采集模块、GPS姿态仪数据信息接收模块相连；同步器包括相连的逻辑控制模块和同步信号产生模块；声信标包括依次相连的发射控制模块、发射功率放大模块和发射换能器。

本实用新型还可以包括：

1、水下换能器基阵与信号预处理系统中的信号滤波模块相连，信号预处理系统和数字信号处理单元通过可控增益模块和信号采集模块相连，计算机与数字信号处理单元的网络通信模块相连。

2、水面定位单元和同步器通过逻辑控制模块和同步信号产生模块相连，同步器和声信标通过同步信号产生模块和发射控制模块相连。

本实用新型的优势在于：本实用新型具有高精度的定位能力，准确地测出目标在水下的运动轨迹，能够完成高速运动目标的轨迹测量。该系统结构简单，便于安装，操作使用方便。利用该系统能够观测到水下作业目标的运动状况，尤其是能够实现高速运动目标的轨迹测量，供使用者研究分析使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理框图；

图2为本实用新型的分系统结构框图；

图3为本实用新型的定位解算软件工作流程框图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：

结合图1～3，本实用新型水下高速目标轨迹测量系统包括依次相连的水面定位单元1、同步器3、声信标2，水面定位单元1包括依次相连的水下换能器基阵5、信号预处理系统9、数字信号处理单元8、计算机7，信号预处理系统9包括依次相连的信号滤波模块15、信号放大模块16和可控增益模块17，数字信号处理单元8包括逻辑控制模块11、信号采集模块12、GPS姿态仪数据信息接收模块13、网络通信模块14，逻辑控制模块11分别与信号采集模块12、GPS姿态仪数据信息接收模块13、网络通信模块14相连，网络通信模块14还和信号采集模块12、GPS姿态仪数据信息接收模块相连13；同步器3包括相连的逻辑控制模块21和同步信号产生模块22；声信标2包括依次相连的发射控制模块18、发射功率放大模块19和发射换能器20。

水下换能器基阵5与信号预处理系统9中的信号滤波模块15相连，信号预处理系统9和数字信号处理单元8通过可控增益模块17和信号采集模块12相连，计算机7与数字信号处理单元8的网络通信模块14相连。

水面定位单元1和同步器3通过逻辑控制模块11和同步信号产生模块22相连，同步器3和声信标2通过同步信号产生模块22和发射控制模块18相连。

计算机7上装有该系统的采集软件与数据处理及显示软件。采集软件主要完成数据的采集显示和命令配置等。数据采集显示包括数据波形显示，GPS和姿态仪信息显示，数据存储等，并能够通过选择来观察不同通道的信号波形。能够完成的控制命令主要包括：系统启动与停止，声信标上下电，声信标电量检测，声信标同步，声信标工作模式配置，预处理系统放大增益改变，采集模式选择等。