[发明专利]一种基于深水水下滑翔机的四通道水听器阵列及运行方法

说明书

本发明属于深海海洋仪器技术领域，具体涉及一种基于深水水下滑翔机的四通道水听器阵列，该四通道水听器阵列(10)固定在深水水下滑翔机(1)上，该四通道水听器阵列(10)包括：封装结构(11)、四个深水传感器(4)和信号处理与控制子系统；四个深水传感器(4)等间距封装在封装结构(11)内，封装结构(11)的中部向外延伸出水密接头(3)；水密接头(3)通过电缆与设置在深水水下滑翔机(1)的机翼下方的滑翔机电子舱(12)密封连接，且四通道水听器阵列(10)与设置在滑翔机电子舱(12)内的信号处理与控制子系统连接。

技术领域

本发明属于深海海洋仪器技术领域，具体地说，涉及一种基于深水水下滑翔机的四通道水听器阵列及运行方法。

背景技术

目前，获取深海条件下海洋中、海洋背景场的声学信号，开展相关声学传播、通信、探测等特性研究是开展海洋声学研究的重要内容。伴随着深海水下运载器技术的不断发展，海洋声学研究工作已具备了逐渐由“浅”走向“深”，由“静”走向“动”的基本条件，因此，发展能够适用于深海，满足基于水下滑翔机平台能源供给与信息传输的智能声学接收装置的需求十分迫切。

近年来，在国际上，利用水下滑翔机开展水动力过程、洋流、大气环流等研究工作，已成为热点，国内很多研究机构、学者也积极参与其中。而利用水下滑翔机平台开展声学研究工作，目前在国内外相关研究方面仍然几乎是空白，究其原因主要是缺乏适用于深水水下滑翔机平台的声学传感器。海洋声学特性研究对环境要求很高，通常要求把声学传感装置(即：水听器)放在噪声背景比较低的环境上，保证在一定的频率范围内，水听器的放置不会改变自由场质点运动规律，这样可以不必考虑场地失真问题，只需用水听器响应特性对记录结果进行修正即可。而这样的环境通常只存在于深海，这要求水听器工作频带较宽，采集不同频带的信号，才能够实现声学特性与耦合特性关系研究。目前，国内外已有的水下声学记录装置仍属于基于数据采集或数据传输的单一简单设备，不能实现智能控制、数据转换传输与连接设备监测等功能，同时也无法安装于深水水下滑翔机。

但是，当前传统的水声装备通常体积、重量、功耗等均较大或较高，现有的水听器主要是基于浅海、单一节点的安装于固定大平台上(直径大于1m，长度大于10m的水下载体，如船舶、水下平台等)的水听器，已不能满足现阶段基于深水水下滑翔机可移动小平台(直径50-60cm，长度2-3m)的声学观测的实际需要。

发明内容

为解决现有技术存在上述缺陷，本发明提出一种基于深水水下滑翔机的四通道水听器阵列及运行方法，克服目前深水水下滑翔机平台体积较小，无法安装深海用多通道水听器的问题。通过将深水声学传感装置与智能控制采集系统相互融合设计的方法，提出一种适用于深水水下滑翔机的小型化、低功耗、具有自主工作能力的深水声学水听器。

本发明提供的一种基于深水水下滑翔机的四通道水听器阵列，该四通道水听器阵列固定在深水水下滑翔机上，该四通道水听器阵列包括：封装结构、四个深水传感器和信号处理与控制子系统；

四个深水传感器等间距封装在封装结构内，封装结构的中部向外延伸出水密接头；水密接头通过电缆与设置在深水水下滑翔机的机翼下方的滑翔机电子舱密封连接，且四通道水听器阵列与设置在滑翔机电子舱内的信号处理与控制子系统连接。

作为上述技术方案的改进之一，所述信号处理与控制子系统包括：信号采集模块、信号处理模块、控制与状态监控模块、以太网通信模块、外设接口模块、存储模块和电源模块；

所述信号采集模块、信号处理模块、控制与状态监控模块、以太网通信模块、外设接口模块、存储模块和电源模块均安装在滑翔机电子舱内；信号采集模块和水密连接器连接，外设接口模块上设有的多个高速数据接口，分别与信号采集模块、以太网通信模块、信号处理模块和存储模块连接，且外设接口模块通过在其上设有的串行通信接口和控制与状态监控模块连接；控制与状态监控模块与电源模块连接；信号处理模块与存储模块连接；