[发明专利]基于多普勒效应的水下目标定位方法和装置

权利要求书

1.基于多普勒效应的水下目标定位装置，其特征在于包括第一圆盘、第二圆盘、第三圆盘、水声阵列信号收发器、GPS接收器、第一微处理器和信号接收发射器；所述第一圆盘、第二圆盘和第三圆盘分别位于三个相互正交的平面上，分别与旋转驱动装置连接；三个水声阵列信号收发器分别位于第一圆盘、第二圆盘和第三圆盘上；信号接收发射器位于水下定位目标上；第一微处理器分别与水声阵列信号收发器、GPS接收器和信号接收发射器信号连接；水声阵列信号收发器和信号接收发射器与第一微处理器信号连接；第一圆盘、第二圆盘和第三圆盘的中心点位于同一条直线上；

第一圆盘、第二圆盘、第三圆盘、水声阵列信号收发器、GPS接收器和第一微处理器组成船载测量装置，设置在船体上。

2.根据权利要求1所述的基于多普勒效应的水下目标定位装置，其特征在于：所述位于水下目标上的信号接收发射器电路包括依次连接的接收换能器、放大器、带通滤波器、信号检测器、第二微处理器、信号生成器和发射换能器；信号接收发射器还包括信道监听器，接收换能器通过信道监听器直接与第二微处理器连接；所述带通滤波器为有源带通滤波器电路。

3.根据权利要求2所述的基于多普勒效应的水下目标定位装置，其特征在于：所述有源带通滤波器电路包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容、第二电容，放大器；第一电阻、第一电容组成的低通滤波电路和由第二电容、第二电阻组成的高通滤波电路接入放大器正相输入端；放大器的反相输入端经第四电阻接地；第三电阻一端与放大器的输出端，另一端与低通滤波电路和高通滤波电路连接；第五电阻一端与放大器358的输出端，另一端与放大器的反相输入端连接。

4.根据权利要求1所述的基于多普勒效应的水下目标定位装置，其特征在于：所述第一圆盘位于竖直平面上，第二圆盘位于水平面上，第三圆盘位于与水平面和竖直平面相互正交平面上。

5.根据权利要求1所述的基于多普勒效应的水下目标定位装置，其特征在于：所述第一圆盘、第二圆盘和第三圆盘的半径为0.5‐3m。

6.根据权利要求5所述的基于多普勒效应的水下目标定位装置，其特征在于：所述第一圆盘、第二圆盘和第三圆盘的半径相同，且相邻两个圆盘中心点之间的间距为2倍半径值+10cm。

7.根据权利要求1所述的基于多普勒效应的水下目标定位装置，其特征在于：所述水声阵列信号收发器分别安装在第一圆盘、第二圆盘和第三圆盘的外缘上。

8.应用权利要求所述装置的基于多普勒效应的水下目标定位方法，其特征在于包括如下步骤：

1）当水下目标需要了解自身的位置信息时，通过设置在水下目标上的信号接收发射器向船载测量装置的水声阵列信号收发器发送水声定位请求信号；

2）船载测量装置上的水声阵列信号收发器在收到信号接收发射器发送的信号后，把水下定位请求信号传送到控制中心第一微处理器并发射定位请求回馈信号，第一微处理器控制启动匀速转动的第一圆盘、第二圆盘和第三圆盘，水声阵列信号收发器，GPS接收器；

3）第一微处理器利用GPS接收器确定船体的三维坐标，利用微处理器提供的信号频率和多普勒频率信息，然后进行数据融合从而确定水下目标在大地坐标系下的三维坐标；

4）第一微处理器把水下目标的位置信息通过水声阵列信号收发器发送给设置在水下目标上的信号接收发射器。