[发明专利]一种光纤矢量水听器及其阵列姿态校准方法、系统

权利要求书

1.一种光纤矢量水听器姿态校准方法，其特征在于，包括：

声源发射信号，并围绕光纤矢量水听器旋转一周；

采用声能流方法，获取声源对应光纤矢量水听器方位角θ；

通过获取的方位角，确定光纤矢量水听器的X+轴方向；

根据光纤矢量水听器中的姿态传感器确定当前水听器的姿态航向和X+轴方向的偏差角度Δθ，对光纤矢量水听器进行姿态校准，使光纤矢量水听器的X+轴方向与姿态航向相重合。

2.根据权利要求1所述的一种光纤矢量水听器姿态校准方法，其特征在于，在所述声源发射信号之前还包括：

在远场条件下，将光纤矢量水听器垂直放置在水中。

3.根据权利要求2所述的一种光纤矢量水听器姿态校准方法，其特征在于，所述光纤矢量水听器垂直放置是通过配重和浮球使光纤矢量水听器处于拉直状态。

4.根据权利要求1所述的一种光纤矢量水听器姿态校准方法，其特征在于，所述声源通过旋转台围绕光纤矢量水听器进行旋转。

5.根据权利要求1所述的一种光纤矢量水听器姿态校准方法，其特征在于，声源以固定的预设速度围绕光纤矢量水听器旋转一周。

6.根据权利要求1所述的一种光纤矢量水听器姿态校准方法，其特征在于，所述声能流方法包括：

根据接收到的声源信号信息，实现光纤矢量水听器对方位角的估计，其中光纤矢量水听器的X轴与Y轴信号接收为：

其中，是s(t)表示t时刻光纤矢量水听器所处位置的声强；v_x表示X轴接收到的声强信号；v_y表示Y轴接收到的声强信号；θ为声源信号在矢量球XOY平面的方位角；

声源信号在矢量球XOY平面的方位角θ为：

7.一种光纤矢量水听器阵列姿态校准方法，其特征在于，包括：

声源发射信号，并围绕光纤矢量水听器阵列旋转一周；

采用声能流方法，获取声源对应光纤矢量水听器阵列中每一个光纤矢量水听器的方位角θ；

通过获取的方位角，确定每一个光纤矢量水听器的X+轴方向；

根据每一个光纤矢量水听器中的姿态传感器确定当前水听器的姿态航向和X+轴方向的偏差角度Δθ，对每一个光纤矢量水听器进行姿态校准，使每一个光纤矢量水听器的X+轴方向与姿态航向相重合。

8.根据权利要求6所述的一种光纤矢量水听器阵列姿态校准方法，其特征在于，声源以固定的预设速度围绕光纤矢量水听器阵列旋转一周。

9.根据权利要求6所述的一种光纤矢量水听器阵列姿态校准方法，其特征在于，所述声能流方法包括：

根据光纤矢量水听器阵列中每一个光纤适量水听器接收到的声源信号信息，实现每一个光纤矢量水听器对方位角的估计，其中光纤矢量水听器的X轴与Y轴信号接收为：

其中，是s(t)表示t时刻光纤矢量水听器所处位置的声强；v_x表示X轴接收到的声强信号；v_y表示Y轴接收到的声强信号；θ为声源信号在矢量球XOY平面的方位角；

声源信号在矢量球XOY平面的方位角θ为：

10.一种光纤矢量水听器阵列姿态校准系统，其特征在于，包括：声源信号发射模块、声源信号接收模块、数据处理模块、姿态校准模块；

声源信号发射模块：用于声源发射信号，并以预设速度围绕光纤矢量水听器阵列旋转一周；

声源信号获取模块：用于获取光纤矢量水听器阵列中的每一个光纤矢量水听器接收的声源信号，并发送到数据处理模块；

数据处理模块：用于接收声源信号获取模块发送的声源信号，并采用声能流方法，获取声源对应光纤矢量水听器阵列中的每一个光纤矢量水听器的方位角；通过获取的所有方位角，确定每一个光纤矢量水听器的X+轴方向；根据每一个光纤矢量水听器中的姿态传感器确定当前水听器的姿态航向与其对应的X+轴方向的偏差角度；

姿态校准模块：用于将光纤矢量水听器阵列中的每一个光纤矢量水听器的姿态进行校准，使阵列中每一个光纤矢量水听器的X+轴方向与姿态航向相重合。