[发明专利]一种用于水下三维定位的标量、矢量水听器复合线列阵

权利要求书

1.一种用于水下三维定位的标量、矢量水听器复合线列阵，包括复合线列阵，其特征在于：所述复合线列阵包括矢量水听器(1)、声信标一(2)、声信标二(3)和标量线列阵(4)，所述标量线列阵(4)一端设置有声信标一(2)，标量线列阵(4)另一端设置有矢量水听器(1)，所述矢量水听器(1)一端设置有声信标二(3)，所述声信标二(3)一端连接有配重块(5)，声信标一(2)和声信标二(3)配合外部海船上安装的超短基线(6)，用于对复合线列阵姿态进行修正。

2.根据权利要求1所述的一种用于水下三维定位的标量、矢量水听器复合线列阵，其特征在于：所述声信标一(2)和声信标二(3)分置于标量线列阵(4)两侧，通过超短基线(6)对声信标一(2)和声信标二(3)进行定位，以超短基线(6)为原点，x轴、y轴和水平方向互相垂直的两条直线重合，z轴与垂直方向重合建立坐标系，若定位到的声信标位置坐标分别为(x₁，y₁，z₁)和(x₂，y₂，z₂)，则复合线列阵与垂直方向间的夹角α应为：

校准过程中，α应不大于复合线列阵的主瓣宽度，为达成校准目标，需要设置配重块(5)，且校准时间应避开涨、落潮的高峰期，降低暗涌对复合线列阵姿态的影响。

3.根据权利要求2所述的一种用于水下三维定位的标量、矢量水听器复合线列阵，其特征在于：当确认复合线列阵姿态后,所述矢量水听器(1)判断声信标声波方向是否偏离目标方向，排除干扰信号，用于修正矢量水听器(1)的参考系坐标，矢量水听器(1)产生的电信号信号共4类，即声波矢量在x、y、z轴上的投影P_x、P_y、P_z和声波矢量的模量|P|，根据矢量计算公式，计算声波的方向

测量过程中，需首先处理矢量水听器(1)测量得到的声波方向，再次使用公式(Ⅱ)确认没有受到干扰源影响的片段，使用该片段作为有效实验数据。

4.根据权利要求3所述的一种用于水下三维定位的标量、矢量水听器复合线列阵，其特征在于：所述声信标的工作频率超过20kHz，复合线列阵的测量范围低于20kHz。

5.根据权利要求1所述的一种用于水下三维定位的标量、矢量水听器复合线列阵，其特征在于：所述复合线列阵工作频率下限为2kHz，复合线列阵各阵元距离应大于37.5cm。

6.根据权利要求5所述的一种用于水下三维定位的标量、矢量水听器复合线列阵，其特征在于：所述复合线列阵上的阵元个数应不小于6个，且复合线列阵总长度不超过3m。