[发明专利]一种海豚水下定位系统及方法

权利要求书

1.一种海豚水下定位系统，其特征在于，包括：多个水听器、可拆分金属支架、重块、多通道采集卡和上位机；

所述可拆分金属支架包括多个金属固定板，所有金属固定板的第一端固定在一起形成所述可拆分金属支架；多个所述水听器分别固定于所述可拆分金属支架的中心和每个金属固定板的第二端；所述可拆分金属支架的中心为多个所述金属固定板第一端固定的位置；所述可拆分金属支架竖直悬浮于水下，所述可拆分金属支架的底端悬挂所述重块；

多个所述水听器用于接收海豚的回声信号；所述多通道采集卡和所述上位机位于船上，所述多通道采集卡用于采集每个所述水听器的信号；所述多通道采集卡的输出端与所述上位机连接，所述上位机用于根据所述多通道采集卡采集的数据确定海豚的位置。

2.根据权利要求1所述的海豚水下定位系统，其特征在于，位于同一直线上的两个端部水听器关于中心水听器对称；所述端部水听器为位于所述金属固定板第二端的水听器，所述中心水听器为位于所述可拆分金属支架中心的水听器。

3.根据权利要求1所述的海豚水下定位系统，其特征在于，还包括多个放大器，多个所述放大器与多个所述水听器一一对应；所述放大器与所述水听器封装为一体，所述水听器的信号经所述放大器放大后传输至所述多通道采集卡。

4.根据权利要求1所述的海豚水下定位系统，其特征在于，还包括供电电池组，所述供电电池组位于船上，所述供电电池组的供电电缆与多个所述水听器的电源端和所述多通道采集卡的电源端均连接。

5.根据权利要求1所述的海豚水下定位系统，其特征在于，所述多通道采集卡为NI-USB6356型采集卡。

6.根据权利要求1所述的海豚水下定位系统，其特征在于，所述水听器的个数为5个，所述可拆分金属支架包括四个金属固定板，四个金属固定板的第一端固定在一起；5个所述水听器分别固定于第一个金属固定板的第二端、第二个金属固定板的第二端、第三个金属固定板的第二端、第四个金属固定板的第二端和四个金属固定板的第一端固定的位置。

7.根据权利要求1所述的海豚水下定位系统，其特征在于，所述上位机用于根据所述多通道采集卡采集的每个端部水听器与中心水听器的信号时间差，以及每个端部水听器和所述中心水听器之间的距离，确定海豚的位置；所述端部水听器为位于所述金属固定板第二端的水听器，所述中心水听器为位于所述可拆分金属支架中心的水听器。

8.根据权利要求1所述的海豚水下定位系统，其特征在于，所述上位机还用于根据不同时间海豚的位置生成海豚的活动轨迹。

9.一种海豚水下定位方法，其特征在于，所述海豚水下定位方法应用于权利要求1-8任一项所述的海豚水下定位系统，所述海豚水下定位方法包括：

获取当次海豚回声信号到达中心水听器的时间；

获取当次海豚回声信号到达每个端部水听器的时间；

计算每个端部水听器与所述中心水听器接收所述海豚回声信号的时间差；所述端部水听器为位于所述金属固定板第二端的水听器，所述中心水听器为位于支架中心的水听器；

获取每个端部水听器与所述中心水听器之间的距离；

根据每个端部水听器与所述中心水听器接收所述海豚回声信号的时间差、每个端部水听器与所述中心水听器之间的距离和水中声速，确定当次海豚回声信号对应的海豚相对所述中心水听器的位置。

10.根据权利要求9所述的海豚水下定位方法，其特征在于，所述根据每个端部水听器与所述中心水听器接收所述海豚回声信号的时间差、每个端部水听器与所述中心水听器之间的距离和水中声速，确定海豚相对所述中心水听器的位置，之后还包括：

获取多次海豚回声信号对应的海豚相对所述中心水听器的位置；

根据多次海豚回声信号的时序，将多次海豚回声信号对应的海豚相对所述中心水听器的位置拟合形成所述海豚的活动轨迹。