[发明专利]基于分布式光纤的潜艇踪迹实时监测和入侵预警系统

说明书

本发明涉及一种基于分布式光纤的潜艇踪迹实时监测和入侵预警系统，包括依次连接的实时报警显示终端、光纤振动信号解调仪和信号采集装置。所述信号采集装置是由一条或多条振动传感光缆组成的立体光纤传感网络，通过采集潜艇发出的声音信号，经信号解调仪进行信号解调后传输至实时报警显示终端，实时显示潜艇位置、深度、航向、航速等动态信息。所述振动传感光缆为非金属振动敏感型光缆，缆芯采用凯夫拉纤维保证光缆抗拉、耐水压强度。布防时在光缆上安装多个可调节体积的空心非金属浮球，通过调节浮球中的空气体积调节浮力，使振动传感光缆可水平、垂直悬浮于不同深度的海水中。本发明应急性强，可快速布防，组网灵活，便于反复收放和重复使用。

技术领域

本发明涉及军事通信信息技术领域，尤其涉及一种基于分布式光纤的潜艇踪迹实时监测和入侵预警系统。

背景技术

光纤水听器是现代海洋声纳探测和潜艇踪迹实时监测的主要探测工具和手段，相比于压电水声检波器，光纤水听器具有诸多优势，尤其在海洋水声侦听，潜艇踪迹的实时监测潜艇信息方面，为国防做出了巨大的贡献。但光纤水听器仍然存在一定的局限性：其一，光纤水听器组网困难，若采用串联组网方式，当其中的一个水听器故障，光路中断，进而导致潜艇踪迹的实时监测和入侵预警系统失效；若采用并联组网方式，由于需要增加光缆长度和光纤芯数，进而增加了施工难度和时间。其二，组网需要大量的水听器、通信光缆以及庞大的后台解调和数据处理系统，由于水听器与光纤的接头处易损坏，导致阵列传感器器成活率低，系统维护成本很高。其三，和拖拽式阵列不同，大型水听器阵列只能在固定区域使用，由于系统庞大，结构复杂，应急性差，而且不便于回收重复使用。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种基于分布式光纤的潜艇踪迹实时监测和入侵预警系统，以降低施工和布线难度，降低维护成本，在保证精确定位和测速的基础上，提高系统的应急性和回收利用率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于分布式光纤的潜艇踪迹实时监测和入侵预警系统，包括：依次连接的实时报警显示终端、光纤振动信号解调仪和信号采集装置；

所述信号采集装置是由多条振动传感光缆沿水平、垂直方向敷设形成的三维立体光纤传感网络，所述光纤传感网络采集并传输潜艇发出的声音信号，经过光纤振动信号解调仪进行信号解调后传输至实时报警显示终端用以提示是否有潜艇通过，并确定潜艇的位置、深度、速度和航向。

进一步的，所述光纤传感网络通过采集经水体传播的潜艇自身或行进过程中发出的振动或声音信号经信号处理后发现潜艇踪迹。

进一步的，所述振动传感光缆为椭圆形截面的非金属光缆，包括非金属外护层和内置于所述非金属外护层中的光纤单元，所述光纤单元包括FRP加强芯和对称设置在FRP加强芯两侧的松套管，所述松套管内设有多条光纤。

进一步的，所述振动传感光缆的外护层上通过塑料卡具固定有一个或多个可调节体积的非金属浮球，通过调节非金属浮球中的空气体积调节非金属浮球的浮力，使所述振动传感光缆水平或垂直悬浮于不同深度的海水中。

进一步的，所述非金属浮球包括带有螺纹的开口的棒球型空心腔体和配套的空心螺栓，所述空心螺栓的一端设置在腔体内部，另一端设置在腔体外部，通过调节螺栓旋转进出长度，调节浮球在海水中的浮力。

进一步的，所述实时报警显示终端还包括模式识别系统，用于判断潜艇踪迹，以及识别振动传感光缆是否损坏。

进一步的，所述实时报警显示终端还包括潜艇定位系统，用于根据采集的数据信息计算潜艇经过时对应的光缆位置，进而判断潜艇的位置和深度。

进一步的，所述实时报警显示终端还包括测速系统，用于根据采集的数据信息判断潜艇的航速和航向。