[发明专利]一种无人化水下电磁场模拟装置及检测系统

说明书

本发明提供一种无人化水下电磁场模拟装置及检测系统。所述模拟装置包括无人水下航行电磁场发生单元、拖曳式电磁场测量单元、光电复合拖曳缆；所述无人水下航行电磁场发生单元用于产生模拟磁场信号、模拟电场信号；所述拖曳式电磁场测量单元包括实时测量所在位置的由于所述无人水下航行电磁场发生单元运动而产生的模拟磁场和电场信号，并通过通讯模块将所述模拟磁场和电场信号调制转换为光信号，由所述光电复合拖曳缆传送给所述无人水下航行电磁场发生单元，利用所述无人水下航行电磁场发生单元中的主控模块存储的被模拟源磁场、电场数据表修正所述模拟磁场和电场，使得两者相一致。本发明模拟产生电磁场，模拟精度高，结构、算法相对简单，具有良好的经济效果。

技术领域

本发明涉及水下无人航行器，尤其涉及利用水下无人航行器模拟船舶的电磁场特征。

背景技术

水下电磁场模拟装置主要用于等效模拟船舶在水中航行产生的静态磁场、轴频磁场、静态电场、轴频电场，该装置一方面可以用作水中电磁场诱饵，掩护船舶应对电磁场探测装置的危害，另一方面可以作为水下电磁场测量系统试验用的等效模拟源。

目前的水下电磁场模拟装置，都采用了开环控制方式，即直接通过控制模块驱动线圈或电极产生相应的电磁场，然而电磁场在水中的传播特性，不仅仅与发射源相关，还与传导介质相关，海水的温度、盐度等外界环境因素变化，都会影响电磁场在水中的传播特性。此外，目前的电磁场模拟装置大部分采用了水面拖船拖曳的方式提供动力，水面拖船自身的电磁场往往会引起干扰。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术方案的不足，提出了一种系统精简、效果明显的一种无人化水下电磁场模拟装置。本发明依托水下无人航行器，并通过电磁场测量传感器进行闭环控制，能够精确模拟舰船在水中航行产生的静态磁场、轴频磁场、静态电场、轴频电场。

具体而言，本发明提供了一种无人化水下电磁场模拟装置，包括无人水下航行电磁场发生单元、拖曳式电磁场测量单元、光电复合拖曳缆；所述无人水下航行电磁场发生单元包括配置在所述无人水下航行电磁场发生单元内部前段的磁场线圈，用于产生模拟磁场信号，以及配置在所述无人水下航行电磁场发生单元外部两侧的电场电极，用于产生模拟电场信号；还包括能源模块，用于给所述磁场线圈和电场电极提供能源；所述拖曳式电磁场测量单元包括配置在拖曳式电磁场测量单元内部的通讯模块，以及与该通讯模块连接的数据采集模块，所述数据采集模块分别连接磁场传感器、电场传感器，所述数据采集模块实时测量所在位置的由于所述无人水下航行电磁场发生单元运动而产生的模拟磁场和电场信号，并通过通讯模块将所述模拟磁场和电场信号调制转换为光信号，由所述光电复合拖曳缆传送给所述无人水下航行电磁场发生单元，所述光电复合拖曳缆的一端连接所述拖曳式电磁场测量单元的通讯模块，另一端连接所述无人水下航行电磁场发生单元的通讯模块。

进一步的，所述无人水下航行电磁场发生单元还包括主控模块，所述主控模块连接有惯性导航模块、通讯模块和能源模块，所述主控模块预设有航行信息，并接收惯性导航模块反馈的加速度和转动信息，从而控制能源模块，驱动动力及推进模块在水中自主航行，并通过所述光电复合拖曳缆拖动拖曳式电磁场测量单元在水中航行。

进一步的，所述无人水下航行电磁场发生单元实时接受测量的模拟磁场、模拟电场信号，并通过通讯模块对信号进行解调，主控模块将实时测量的模拟磁场、模拟电场信号进行FFT变换，并与预设的被模拟源磁场、电场数据表进行比对，动态调整磁场线圈和电场电极的驱动电流，使得无人水下航行电磁场发生单元产生的模拟电场和模拟磁场与预设的被模拟源磁场、电场数据相一致。

进一步的，所述预设的被模拟源磁场、电场数据表采用如下方式获取：

(1)将无人化水下电磁场模拟装置固定在被模拟船的下方，由被模拟船拖动无人化水下电磁场模拟装置在水中航行，

(2)无人化水下电磁场模拟装置实时测量被模拟船的磁场、电场信号，