[发明专利]一种水下声纳定向系统及方法

说明书

本发明公开了一种水下声纳定向系统及方法，通过水下探测器，包括一个中心探头和多个侧扫探头，探测水下目标信号，并将探测到的目标信号上传给用户终端或服务器；用户终端或服务器对接收到的目标信号进行判断和/或解算处理，确定水下目标方位：当判断接收到的水下目标信号来自于中心探头或某一个侧扫探头时，则确定水下目标在此探头的扫描方向；当判断接收到的目标信号来自于相邻的两个侧扫探头时，则确定水下目标在相邻的两个侧扫探头共同覆盖的范围内，解算模块根据相邻的两个侧扫探头接收到的信号强度之差解算出水下目标所对应的方位角。本发明具有结构简单、重量小、探测范围大、定向方法简单等优点，能够快速实现对水下目标的精确定向。

技术领域

本发明属于水下定向技术领域，特别是涉及一种水下声纳定向系统及方法。

背景技术

声呐系统是进行水下监测使用的主要技术，用于对水下目标进行探测、定向、定位或跟踪，并可进行水下通信和导航，保障舰艇、反潜飞机和反潜直升机的战术机动和水中武器的使用。此外，声呐系统还广泛用于鱼雷制导、水雷引信，以及鱼群探测、海洋石油勘探、船舶导航、水下作业、水文测量和海底地质地貌的勘测等，和许多科学技术的发展一样，社会的需要和科技的进步促进了声呐技术的发展。按工作方式声纳系统可以分为主动声纳系统和被动声纳系统。主动声纳系统指声纳系统主动发射声波照射目标，而后接收水中目标反射的回波以测定目标的参数。被动声呐系统指声呐系统被动接收水中目标产生的辐射噪声或水声设备发射的信号，以测定目标的方位。

在现有技术中，多采用主动声纳系统进行水下目标定向，也有一部分采用被动声纳系统进行水下目标定向，而目前采用的被动声纳探测器多数是仅安装了一个向下的探头，仅能获得探测器下方或小幅度探测范围的水下目标信息并粗略判断目标方位，而无法实时获得大幅度探测范围的水下目标信息并进行精确定向。除上述探测器外，还有用于专业测量船只或少数大型船只使用的多波束测深系统及侧扫声纳，虽然能够大范围探测深度和海域周围信息，但由于体积较大、作业方式复杂、价格昂贵等原因，不适合投入实际使用。

如何提供一种既结构简单、重量小、定向方法快又能实现精确定向的声纳定向系统或声纳定向方法，降低声纳定向的应用门槛，是现有技术中一亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种水下声纳定向系统及方法，通过多点同时探测水下目标信号，并对探测到的水下目标信号进行简单的判断或解算处理来快速实现对水下目标的精确定向。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种水下声纳定向系统，包括一水下探测器和一用户终端或服务器，

所述水下探测器包括一个中心探头和多个侧扫探头，所述中心探头用于探测正下方水域目标信号，并将其探测到的目标信号上传给用户终端或服务器；所述多个侧扫探头用于探测周围水域目标信号，并将其探测到的目标信号上传给用户终端或服务器；

所述用户终端或服务器用于对接收到的目标信号进行判断和/或解算处理，确定水下目标方位。

进一步的，所述水下探测器为一球形壳体，所述中心探头水平设置于所述球形壳体的正下方，所述侧扫探头围绕中心探头均匀分布并沿壳体球面以一定倾角设置。

进一步的，所述侧扫探头共四个，并按如下方式布置：以中心探头为中心，建立一直角坐标系，包括一X轴和一Y轴，将所述四个侧扫探头分别布置于X轴正半轴、X轴负半轴、Y轴正半轴和Y轴负半轴的位置上。

进一步的，所述X轴和Y轴组成的坐标分成四个区域，分别为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区和Ⅳ区，其中，Ⅰ区对应第一象限，Ⅱ区对应第二象限，Ⅲ区对应第三象限，Ⅳ区对应第四象限；所述相邻的两个侧扫探头共同覆盖同一象限。

进一步的，所述每个侧扫探头均沿壳体球面以15°至30°倾角设置，在可覆盖中心探头探测范围的条件下，探测范围为90°至120°。