[发明专利]人工增雨防雹弹炸点声定位系统及定位方法

权利要求书

1.人工增雨防雹弹炸点声定位系统，其特征在于：

包括控制中心和与控制中心交互的N个区域测控单元；所述N个区域测控单元的集合能够覆盖整个防雹弹落点区域；

单个区域测控单元包括区域测控站、与区域测控站交互的声阵列和至少四个单传声器节点；

声阵列用于测量爆炸声波信号的到达角度；

单传声器节点用于测量爆炸声波信号的到达时刻；

区域测控站或控制中心用于根据单传声器节点测量的爆炸声波信号的到达时刻，计算同一个区域测控单元中任意两个单传声器节点处爆炸声波信号的到达时间差，通过爆炸声波信号的到达时间差乘以声速可获得到爆炸声波信号的到达距离差；

区域测控站或控制中心还用于根据单传声器节点的位置、爆炸声波信号的到达距离差，以及爆炸声波信号的到达角度，建立定位模型并求解，得到人工增雨防雹弹的爆炸点坐标；

所述定位模型如下：

h＝G_az_a；

其中：

d_M,1＝d_M-d₁，d_M为防雹弹爆炸点与参与定位的第M个单传声器节点之间的距离，d₁为防雹弹爆炸点与参与定位的单传声器主节点之间的距离；

x_M,1＝x_M-x₁，y_M,1＝y_M-y₁；

(x_m,y_m)为参与定位的单传声器节点B_m的位置坐标；

(x₁,y₁)为参与定位的单传声器主节点的位置坐标；

K_M为常数，

α₁为防雹弹爆炸点与坐标轴横轴之间的夹角。

2.根据权利要求1所述的人工增雨防雹弹炸点声定位系统，其特征在于：

单个单传声器节点包括声学传感器、第一信号处理电路、A/D转换电路、微处理器和通信接口；

声学传感器用于接收爆炸声波；

第一信号处理电路用于对爆炸声波依次进行放大、滤波、幅度控制；

A/D转换器用于将第一信号处理电路输出的模拟信号转换为数字信号后，送入微处理器；

微处理器用于对接收到的数据消除噪声，然后编码后通过通信接口传输给相应的区域测控站。

3.根据权利要求1所述的人工增雨防雹弹炸点声定位系统，其特征在于：

声阵列包括微处理器、通信接口、S个声学传感器、S路第二信号处理电路和S个A/D转换器，每一个声学传感器对应一路第二信号处理电路；S大于等于4；

声学传感器用于接收爆炸声波；

第二信号处理电路用于对爆炸声波依次进行放大、滤波、相位补偿和幅度控制；

A/D转换器用于将第二信号处理电路输出的模拟信号转换为数字信号后，送入微处理器；

微处理器用于对接收到的数据进行编码后，通过通信接口传输给对应的区域测控站。

4.根据权利要求1-3任一所述的人工增雨防雹弹炸点声定位系统，其特征在于：

区域测控站包括嵌入式系统、北斗导航授时模块和无线传输系统；

嵌入式系统用于记录声学传感器接收到爆炸声波信号的北斗绝对时间，接收来自单传声器节点和声阵列的信号，以及与控制中心进行数据交换；

无线传输系统用于将采集的声波信号及北斗绝对时间实时传输到所述控制中心，并接收控制中心发出的控制指令，将控制指令转发给所述嵌入式系统。