[发明专利]一种搭载水下载体可伸展滑套式光电周视探测浮标及探测方法

说明书

本发明公开了一种搭载水下载体可伸展滑套式光电周视探测浮标及探测方法，特别涉及一种能够增强水下载体远距离环境态势实时感知的隐蔽性，并提高水下载体对水面和空中目标探测距离和定位精度的一种搭载水下载体可伸展滑套式光电周视探测浮标。该浮标通过光纤实现与UUV的实时双向通讯，可获得所在水域的环境态势，并将周视侦查图像回传给UUV，可在可见光或红外波段内从水面和空中背景图像中提取目标，并利用光电周视探测浮标的三维姿态角、方位机构转角、俯仰机构转角、目标横向和纵向视频偏差量实时解算出目标相对于UUV在东北天坐标系下的方位角和俯仰角，并通过光纤传输模块上传给UUV。光电探测距离和导引精度相对于传统的声纳提高了一个数量级。

技术领域

本发明属于光电探测技术领域，涉及的一种搭载水下载体可伸展滑套式光电周视探测浮标，特别涉及一种适装UUV内部，具备解脱释放、自主上浮、水下姿态变换、水面姿态稳定、周视探测、自主定位、目标指示功能的光电周视探测浮标。

背景技术

目前针对海上远距离环境态势实时感知以及远场海域水面和空中图像获取的需求，水下载体针对水面或空中目标，只能使用其自身携带的声纳、光电桅杆或潜望镜予以探测。光电桅杆、潜望镜的使用前提是水下载体要处于通气管或潜望状态，易被发现，且潜望高度低、不能远距离观察。

通常的方法是水下载体行进至预定海域直接获取，显而易见，此种方法的弊端是对自身水下载体的安全带来威胁。此外，由于水下载体体积庞大，航行过程中尾随其后的水面航迹、水下波迹绵延数公里且持续时间长，隐蔽性差，极有可能的后果是在未到达预定海域之前就被发现。所以，目前的水下载体海上远距离态势实时感知以及远场海域水面和空中图像获取手段隐蔽性差，危险程度高。

此外，水下巡航状态的水下载体，由于水下声环境噪声杂乱加之驱动噪声、海底地貌反射噪声，声纳探测距离和导引精度受到极大限制，以致尾流自导和被动声自导对水面目标的探测距离不超过3km，导引精度仅为5°～10°。亦即，水下载体探测定位水面和空中目标的探测距离和定位精度能力不足。

综上所述，为增强水下载体远距离环境态势实时感知的隐蔽性，并提高水下载体对水面和空中目标的探测距离和定位精度，急需一种适装于UUV内部，具备解脱释放、自主上浮、水下姿态变换、水面姿态稳定、周视探测、自主定位、目标指示功能的光电周视探测浮标。

发明内容

本发明的目的就是提供一种能够增强水下载体远距离环境态势实时感知的隐蔽性，并提高水下载体对水面和空中目标探测距离和定位精度的一种搭载水下载体可伸展滑套式光电周视探测浮标(以下简称光电周视探测浮标)。该浮标通过光纤实现与UUV的实时双向通讯，可获得所在水域的环境态势，并将周视侦查图像回传给UUV，可在可见光或红外波段内从水面和空中背景图像中提取目标，并利用光电周视探测浮标的三维姿态角、方位机构转角、俯仰机构转角、目标横向和纵向视频偏差量实时解算出目标相对于UUV在东北天坐标系下的方位角和俯仰角，并通过光纤传输模块上传给UUV。光电探测距离和导引精度相对于传统的声纳提高了一个数量级。

本发明的技术方案为：

所述一种搭载水下载体可伸展滑套式光电周视探测浮标，其特征在于：包括伸展火工品、碟形钢圈气囊、配重、一级滑套、二级滑套、光电水密壳体、安装支架、光学窗口、方位伺服机构、俯仰伺服机构、折反棱镜、光电探测器、电子学单元、水深传感器、卫星定位天线；

伸展火工品布置在碟形钢圈气囊内部；碟形钢圈气囊底部与配重相连，碟形钢圈气囊顶部与光电水密壳体底端连接；收藏状态时二级滑套收缩在一级滑套内部，光电水密壳体收藏在二级滑套内部，光学窗口嵌入在光电水密壳体上端；在光电水密壳体内部，安装支架上安装有方位伺服机构、俯仰伺服机构、折反棱镜、光电探测器、电子学单元；水深传感器嵌入在配重之间，卫星定位天线安装在光电水密壳体顶部。