[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

说明书

本发明提供一种具有自定位功能的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，属于水声探测与定位领域。本发明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；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；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。本发明的节点系统包括多个上述的节点装置，每个节点装置通过水面单元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。

技术领域

本发明涉及一种具有自定位功能的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，属于水声探测与定位领域。

背景技术

探测与定位是现代水声技术的两大热点，而水声节点技术逐渐称为了现代水声技术的核心与关键。这主要是因为：一方面，传统的探测逐步向分布式探测、多基地探测等新型声呐探测体制发展，通过空间噪声的互异性和大孔径获得更好的水下目标11探测性能，而它们的基本单元就是探测节点；另一方面，长基线定位由于孔径大，可以在更大范围实现更高精度的目标定位，其基本单元是定位节点。

这些探测节点或定位节点通常有座底、锚泊和水面吊放等方式。座底和锚泊方式布放回收较为复杂，尤其是在深海，成本高昂。水面吊放的方式简单方便，可通过水面船或浮标方式实现。但是采用水面吊放方式时，由于海流的作用，其水平位置和深度会发生偏离。对于由小尺度阵组成的探测节点而言，其水平位置坐标和深度信息不仅影响探测性能，还影响到多节点联合探测的性能，当节点在跃层深度附近工作时尤为如此。对于由小尺度阵组成的定位节点而言，其位置坐标的精度直接影响到最终的定位精度。因此得到节点水下基阵的位置显得尤为关键。一种简单的方式是在水面上安装一个超短基线定位系统，在节点水下基阵位置处安装一个应答器。但是不论应答器发出的脉冲的频带，由于距离近，其将对探测或定位信号形成强干扰。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种具有自定位功能的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。

本发明的一种水声被动探测或被动定位的节点装置，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；

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；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。

优选的是，所述水面单元通过一根承重电缆将水下单元吊放到水下设定深度，水面单元和水下单元通过所述电缆传输电信号。

优选的是，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；