[发明专利]一种自主定深悬浮式远距离水声遥控发射装置

权利要求书

1.一种自主定深悬浮式远距离水声遥控发射装置，其特征在于，该发射装置包括主浮体、浮力调节装置、CTD传感器、综合控制器、编码器、功率放大器、发射换能器、避碰声纳和电源管理器；其中CTD传感器、发射换能器和避碰声纳安装在主浮体上与水介质接触，浮力调节装置、综合控制器、编码器、功率放大器和电源管理器安装在主浮体内部的水密舱室中；

所述CTD传感器用于同步测量深度和声速，并将测量结果发送给综合控制器；

所述综合控制器用于接收CTD传感器测量的深度和声速，根据声速随深度的变化关系判断是否存在温跃层，根据判断的结果选择遥控信号的发射深度，并将选择结果生成控制信号发送给浮力调节装置；所述综合控制器还用于控制编码器产生遥控编码信号；

所述浮力调节装置采用油泵调节机构，接收综合控制器发出的控制信号向油囊内充油或排油，通过改变油囊体积大小的方式来实现主浮体的浮力平衡和自动定深；

所述编码器用于接收综合控制器的控制信号，并产生遥控编码信号；

所述功率放大器用于放大编码器输出的遥控编码信号，并实现与发射换能器之间的阻抗匹配；

所述发射换能器将电信号转换为声信号后发射；

所述电源管理器用于为装置提供稳定工作电源。

2.如权利要求1所述的自主定深悬浮式远距离水声遥控发射装置，其特征在于，所述的发射装置还包括避碰声纳，避碰声纳用于防止主浮体在浅水区触底，在发生触底时发生报警信号输出给综合控制器。

3.一种基于权利要求2所述的自主定深悬浮式远距离水声遥控发射装置的发射方法，其特征在于，该发射方法具体步骤如下：

步骤一：装置布放后主浮体下沉，在下沉过程中CTD传感器实时测量主浮体到达的深度及相应的声速，并发送给综合控制器；

步骤二：综合控制器根据接收到的深度判断是否到达了设定的最大工作深度h，若是，则控制浮力调节装置调节主浮体自动定深到设定的最大工作深度h悬浮；若否，则进一步判断避碰声纳是否发出报警信号，若避碰声纳没有发出报警信号，则继续下沉至最大工作深度h悬浮；若避碰声纳发出报警信号，则控制浮力调节装置调节主浮体定深到避碰声纳报警距离之外的安全深度悬浮；

步骤三：在步骤二的定深过程中CTD传感器测量的声速随深度的变化关系，判断是否存在声速随深度突变的温跃层，具体过程如下：

第1歩：从深度1米开始，CTD传感器测量的深度每增加或减小1米则由综合控制器记录1次同步测量的声速，若同一深度有多个声速测量值则取其平均值，直到装置达到稳定定深的最大深度为止；

第2步：计算所有相邻1米深度上的连续声速变化，得到{ΔC₂,ΔC₃,…,ΔC_h}，其中下标表示深度，h是测量声速过程中记录的最大深度。

第3步：根据公式（1）计算声速门限值：

β1=α+4(ΔC2-α)2+(ΔC3-α)2+...+(ΔCh-α)2h-1β2=α-4(ΔC2-α)2+(ΔC3-α)2+...+(ΔCh-α)2h-1---(1)]]>

其中：α=ΔC2+ΔC3+...+ΔChh-1;]]>

第4步：依次比较{ΔC₂,ΔC₃,…ΔC_h}中的每一个声速变化值与第3步得到声速门限β₁、β₂之间的关系，若满足条件“出现连续不小于4个深度上的声速变化值满足ΔC＞β₁或连续不小于4个深度上的声速变化值满足ΔC＜β₂”，则判断为“存在声速随深度突变的温跃层”，否则判断为“不存在温跃层”；

第5步：第4步中若判断为存在温跃层，则记录温跃层的深度，记为d_H和d_L，分别表示温跃层的上下边界，即满足上述判断条件ΔC＞β₁或ΔC＜β₂的最小深度值和最大深度值；

步骤四：根据步骤三的判断结果，选择遥控信号的发射深度，具体如下：

若判断为“不存在温跃层”，则结合测量声速过程中记录的最大深度h选择N-1个深度，其中N＝4或8，深度分别等于：其中k＝1,2,…,N-1；

若判断为“存在声速随深度突变的温跃层”，则避开温跃层，分别在[0 d_H]和[d_L h]的深度范围内各选择N-1个深度，其中N＝4，深度分别等于：和其中k＝1,2,…,N-1；

步骤五：根据步骤四确定的发射深度，综合控制器控制浮力调节装置调节主浮体由深至浅依次定深悬浮在每一个发射深度，并启动编码器产生遥控指令信号，经功率放大器放大后通过发射换能器发射；

步骤六：判断所有发射深度是否均发射完成，如果是，则结束；如果不是，则返回步骤五。