[发明专利]一种下视三维与下视多波束集成水下全景三维成像声呐

说明书

本发明公开了一种下视三维与下视多波束集成水下全景三维成像声呐，包括下视多波束声呐、下视三维声呐、水下控制模块、拖体框架；所述拖体框架为整体扁平形架构，所述拖体框架底部设有下视三维声呐接收基阵，其上方前后设有下视多波束声呐发射机和下视多波束声呐接收机；所述拖体框架前方中间位置设有下视多波束声呐发射基阵和下视多波束声呐接收基阵；所述拖体框架后部设有下视三维声呐发射基阵、水下控制模块、下视三维声呐发射机和下视三维声呐接收机；所述拖体框架内还设有发射和接收电子舱；本发明采用下视多波束声呐与下视三维声呐集成，全景三维探测掩埋物、并实时海底三维成像和海底地形成像，提高了设备探查能力和探测效率。

技术领域

本发明涉及涉及海洋工程技术设备领域，特别涉及一种下视三维与下视多波束集成水下全景三维成像声呐。

背景技术

随着海洋科技、海洋经济的深入发展，对海洋的认知和开发已遍布海洋的各个区域，对探查装备的能力需求越来越高，要求探查装备的探测能力从近海延展到中远海，从水中悬浮、沉底目标扩展到海底以下地质层或掩埋物体。因此，对可探测悬浮、沉底和掩埋目标的海洋全景三维探查系统的需求越来越迫切。

在各类小目标探查中，掩埋物探查一直是水下目标探查的一个技术难题。当前主要解决方案有两种：声学探测与磁探。其中，磁探技术作用距离近，分辨率低，探测能力有限(如不能探测非金属目标等)，虚警率高，且对载体有苛刻的要求(如消磁等)，应用范围相对有限。声学的探测方法是水下掩埋物的优选。

现有技术中，传统的声学探测手段主要为浅地层剖面仪，其缺隐表现为：1、浅地层剖面仪探测效率低、分辨率低，一般只能用于探测较粗的管线目标或较大范围的地质剖面，不适合用来探测较小的掩埋目标；2、浅地层为二维成像，只能获得设备下方的剖面图像；3、由于人们涉足海洋的范围急剧增大，对海底各类探测(例如小目标探测、地形探测)的探测效率要求也迅速增加，一方面要求单部声呐的探测效率提升，另一方面要求能够采用多部声呐同时工作的方式，来获得倍增的探测效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种下视三维与下视多波束集成水下全景三维成像声呐，针对现有技术中的不足，本发明采用海底下视三维声呐和下视多波束声呐的集成安装，能够实时地同时工作，来实现海底三维成像和海底地形成像，提高了设备对海洋的探查能力和探测效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种下视三维与下视多波束集成水下全景三维成像声呐，包括下视多波束声呐发射基阵、下视多波束声呐接收基阵、蒙皮、下视三维声呐发射基阵、发射阵盖板、下视三维声呐接收基阵、下视多波束声呐发射机、下视多波束声呐接收机、下视三维声呐发射机、下视三维声呐接收机、水下控制模块、拖体框架、拖曳架，其特征在于：

所述拖体框架为整体对称的扁平形架构，其中间竖向固定设置有拖曳架、后部两侧固定装配有两块稳定尾翼，所述稳定尾翼之间设置有两组尾舵；所述拖体框架底部设置有下视三维声呐接收基阵，所述下视三维声呐接收基阵的上方前后并排固定设置有下视多波束声呐发射机和下视多波束声呐接收机；所述拖体框架前方中间位置设置有下视多波束声呐发射基阵，所述下视多波束声呐发射基阵的后部拖体框架中部位置设置有下视多波束声呐接收基阵；所述拖体框架后部中间位置设置有下视三维声呐发射基阵，所述下视三维声呐发射基阵的一侧固定设置有水下控制模块、另一侧并排设置有下视三维声呐发射机和下视三维声呐接收机；所述下视三维声呐发射基阵上方设置有发射阵盖板；所述拖体框架内部中间位置还设置有发射电子舱和接收电子舱，拖体框架外部装配有蒙皮，从而构成拖体，并通过互联缆与母船连接；

所述下视三维声呐发射机、下视三维声呐接收机、下视三维声呐发射基阵、下视三维声呐接收基阵协调工作构成下视三维声呐，所述下视三维声呐接收基阵为三维面阵式配置，并通过垂向上利用匹配滤波、垂直航迹向方向上为多波束的波束形成处理、在航迹向上的合成孔径处理，探测获得海底悬浮、沉底、掩埋目标的三维图像；