[发明专利]水声被动探测或被动定位的节点装置及分布式的节点系统

权利要求书

1.一种水声被动探测或被动定位的节点装置，其特征在于，所述装置包括水面单元和水下单元；

水面单元将水下单元吊放到水下设定深度；

水面单元，用于实时将自身的位置信息发送至水下单元；

所述水面单元包括同步信标、卫星定位及无线通信模块、水面处理模块和吊放装置；

同步信标，与水面处理模块电气连接，定时产生自定位脉冲同步信号和声定位脉冲，将声定位脉冲发送至水下单元，通过水面处理模块将自定位脉冲同步信号发送至水下单元；

卫星定位及无线通信模块，与水面处理单元电气连接，用于通过卫星获得同步信标的绝对位置信息，并通过水面处理模块发送至水下单元；

吊放装置，与水面处理模块连接，用于在水面处理模块的控制下，通过承重电缆将水下单元吊放到水下设定深度；

水面单元利用同步信标的位置表示自身的位置；

同步信标的自定位脉冲同步信号和声定位脉冲用于获取水下单元与同步信标的相对位置；

同步信标的绝对位置信息和水下单元与同步信标的相对位置用于获取水下单元的绝对位置；

水面处理模块，还用于接收水下单元自定位的位置信息及检测到辐射声学数据，并通过卫星定位及无线通信模块回传至指挥控制中心；

水下单元，用于根据水面单元发送的位置信息，进行自定位，还用于检测水下目标的辐射声学数据；

所述水下单元包括水下处理模块、水下声学基阵和航姿仪；

水下声学基阵，用于感知同步信标的声定位脉冲，还用于检测水下目标的辐射声学数据；水下声学基阵的位置信息表示水下处理模块的位置；

航姿仪，用于采集水下声学基阵的方位、俯仰和横滚信息；

水下处理模块，用于在同步信标的自定位脉冲同步信号的触发下，控制水下声学基阵感知同步信标的声定位脉冲，并根据声定位脉冲、水中声速、水下声学基阵的深度及航姿仪采集的信息解算水下声学基阵的相对位置；还用于根据同步信标的绝对位置信息和水下声学基阵的相对位置解算水下单元的绝对位置，实现自定位，还用于将自定位的位置信息及检测到辐射声学数据发送至水面单元；

水下单元将自定位的位置信息及检测到辐射声学数据经水面单元回传至指挥控制中心，实现水下目标的探测或定位。

2.根据权利要求1所述的水声被动探测或被动定位的节点装置，其特征在于，所述水下声学基阵工作在低频和高频两个频段，低频段用于检测水下目标的辐射声学数据，高频段用于感知同步信标的声定位脉冲。

3.根据权利要求1所述的水声被动探测或被动定位的节点装置，其特征在于，所述水下单元还包括深度计，用于获取水下声学基阵在水下的深度信息；

该深度信息用于自定位时解算水下声学基阵的相对位置。

4.一种分布式的节点系统，其特征在于，所述系统包括多个权利要求1至3任一所述的节点装置，每个节点装置的卫星定位及无线通信模块在获得同步信标的绝对位置信息的同时，还用于产生秒脉冲信号，并将该秒脉冲信号发送至水下处理模块，每个节点装置的水下单元还包括时钟同步模块，多个节点装置的时钟同步模块利用各自接收的秒脉冲信号实现分布式节点装置之间的高精度时钟同步。