[发明专利]一种单拖线阵声纳左右舷目标快速分辨系统及方法

说明书

本发明涉及水声测向和拖线阵声纳技术领域，具体涉及一种单拖线阵声纳左右舷目标快速分辨系统，其包括：声源发射阵、单拖线声纳接收阵和数据处理模块；所述单拖线声纳接收阵通过自主水下航行器拖曳，所述声源发射阵和数据处理模块设置自主水下航行器平台内；所述声源发射阵包括：第一换能器和第二换能器；第一换能器和第二换能器分别发射中心频率f1左边辐射信号和中心频率f2右边辐射信号，作为左声源和右声源；所述单拖线声纳接收阵，用于接收左回波信号和右回波信号；所述数据处理模块，用于对左回波信号和右回波信号进行信号处理与检测分辨，根据回波信号处理与检测分辨结果，分辨目标位于左舷或右舷。

技术领域

本发明属于水声测向和拖线阵声纳技术领域，具体涉及一种单拖线阵声纳左右舷目标快速分辨系统及方法。

背景技术

目前，拖线阵声纳主要以船拖或艇拖为主，仅依靠拖线阵就能分辨左右舷目标，在传统的拖拽线列阵的接收端解决左右舷目标模糊问题，通常包括三元拖线阵、双拖线阵和矢量拖线阵三种方法。近年来，随着自主水下航行器(UUV)技术的快速发展，UUV的信息搜集能力、续航能力等都得到了大幅提高。先进的UUV配上大孔径拖线阵声纳系统，特别适合对水下目标进行远程探测。但是，UUV平台的尺寸小，所携带能源有限，传统的三元拖线阵、双拖线阵、矢量拖线阵等拖线阵体积、重量较大，不适合UUV平台装备。

但是，单拖线阵声纳只能依靠平台机动来实现声纳目标的左右舷分辨，而平台机动法所需时间较长，且不适合快速运动目标和多目标情况。因此，造成了针对UUV平台单拖线阵声纳无法快速、有效分辨左右舷目标的问题。

目前，拖线阵声纳主要以船拖或艇拖为主，仅依靠拖线阵就能分辨左右舷的主要有三元拖线阵、双拖线阵、多拖线阵、矢量拖线阵等，但它们体积、重量较大。单纯的被动单拖线阵声纳只有一条拖线阵，没有主动声源，而主被动拖线阵声纳一般有以下几种配置方式：(1)由一条拖缆拖曳一个发射换能器，换能器之后通过一条零浮力的拖缆拖曳一条接收线列阵；(2)由一条拖缆拖曳一个拖体，发射换能器置于拖体内，拖体之后通过零浮力拖缆拖曳一条接收线列阵；(3)由一条拖缆拖曳一个发射线列阵和一个与之级联的接收线列阵。

三元拖线阵、双拖线阵、矢量拖线阵等拖线阵，能够直接分辨左右舷目标，但它们体积、重量较大，不适合UUV平台装备。而基于UUV平台的单拖线阵声纳主要配置方式为：(1)UUV只拖一个被动拖线阵，通过平台机动分辨左右舷目标；(2)UUV拖一个拖缆，拖缆拖曳一个发射线列阵和一个与之级联的接收线列阵，形成主被动拖线阵声纳，但，由于UUV平台体积小，只要发射声源外置，一般很难将其再收放到UUV内部，这就大大限制了UUV的机动性能。

三元拖线阵、双拖线阵、矢量拖线阵等拖线阵，能够直接分辨左右舷目标，但它们体积、重量较大，成本高。被动单拖线阵只能靠平台机动分辨左右舷目标，分辨所需时间长，且不适合多目标和快速运动目标情况。发射线列阵级联接收线列阵的主被动拖线阵声纳，UUV平台无法收储拖线阵，这限制了UUV的机动性能。传统的拖线阵声纳，能直接分辨左右舷目标的多线阵、三元阵、矢量阵等声纳体积大、重量重、成本高，不适合UUV装配；单线阵声纳通过机动能分辨左右舷目标，但不适合多目标和快速运动目标情形；主被动单线阵声纳，不适合高机动UUV装配。

发明内容

本发明的目的在于，为解决现有的拖线阵声纳存在的上述缺陷，本发明提出了一种单拖线阵声纳左右舷目标快速分辨系统及方法，该分辨方法克服了传统的拖线阵声纳能直接分辨左右舷目标的多线阵、三元阵、矢量阵等拖线列阵声纳体积大、重量重、成本高，不适合UUV装配的问题；以及解决了针对UUV平台单拖线阵声纳无法快速、有效分辨左右舷目标的问题，和单线阵声纳通过机动能分辨左右舷目标，但不适合多目标和快速运动目标情形；传统主被动单拖线阵声纳，限制了UUV的机动性能，不适合高机动UUV装配的技术问题。