[发明专利]一种主被动兼容水声定位系统

权利要求书

1.一种主被动兼容水声定位系统，其特征在于，包括4个潜标组网设备和1个潜标定位终端；所述潜标组网设备与潜标定位终端均包括潜标、电池组，所述潜标与电池组固定连接；所述潜标包括电子舱以及分别位于电子舱两端的收发合置水声换能器和深度计，收发合置水声换能器配置为发送与接收7～11kHz水声信号，深度计配置为获取潜标的深度信息；所述电子舱内设置数字信号处理单元以及连接到数字信号处理单元的协议处理板、模拟接收单元、功率发射板；所述收发合置水声换能器通过收发转换及匹配板与模拟接收单元及功率发射板连接；模拟接收单元配置为对接收到的7～11kHz水声信号进行模拟调理；功率发射板配置为对收发合置水声换能器的发射电路进行功率驱动；收发转换及匹配板配置为对收发合置水声换能器的接收、发射电路进行隔离和切换，并对功率发射板与发射电路进行阻抗匹配；所述潜标组网设备还包括浮标，浮标挂载到所述潜标上，配置为提供GPS位置信息和无线通信功能；所述浮标、深度计均通过协议处理板与数字信号处理单元连接；协议处理板配置为对浮标的GPS位置信息、潜标的深度信息按照协议进行打包处理；数字信号单元配置为对7～11kHz水声信号进行解码处理和对协议处理板打包处理信息进行编码；所述系统工作在主动定位模式和被动定位模式；主动定位模式时，潜标组网设备处于低功耗监听状态；被动定位模式时，潜标定位终端处于隐蔽式接收状态；

主动定位模式时，目标上安装的潜标定位终端主动发射脉冲信号，周边水域布放的潜标组网设备将收到的脉冲信号转发给岸基系统，由服务器解算出目标位置，再通过指控系统把目标位置通过水声发送给目标，完成主动定位；

服务器通过以下公式解算出目标位置：

其中，x₀、y₀、z₀为目标位置坐标，x_n、y_n、z_n为潜标组网设备的位置坐标，d_n为潜标组网设备与目标的距离，T₀为主动定位模式下目标上的潜标定位终端脉冲信号发出的时刻，T_n为潜标组网设备收到脉冲信号的时刻，Δt为脉冲传输时间误差，v为当前水域的水下声速，n＝1、2、3、4；

被动定位模式时，己方水下特定目标航行过程中，周边水域布放的潜标组网设备向己方水下特定目标发射脉冲信号，己方水下特定目标上的潜标定位终端在收到发射脉冲信号后，通过终端嵌入式系统解算自身位置，完成被动定位；

终端嵌入式系统通过以下公式解算自身位置：

其中，x₀、y₀、z₀为己方水下特定目标位置坐标，x_n、y_n、z_n为潜标组网设备的位置坐标，d_n为潜标组网设备与己方水下特定目标的距离，T₀为被动定位模式下潜标组网设备脉冲信号发出的时刻，T_n为己方水下特定目标上的潜标定位终端收到脉冲信号的时刻，Δt为脉冲传输时间误差，v为当前水域的水下声速，n＝1、2、3、4。

2.根据权利要求1所述的一种主被动兼容水声定位系统，其特征在于，当系统部署在近海时，采用无线通信方式与岸基系统进行通信；当系统部署在中远海时，采用卫星通信方式与岸基系统进行通信。

3.根据权利要求1所述的一种主被动兼容水声定位系统，其特征在于，所述系统还包括电源管理模块，用于对外部电池组24V供电电压进行电压转换。

4.根据权利要求1所述的一种主被动兼容水声定位系统，其特征在于，潜标与电池组通过安装架实现固定连接，所述安装架上设置挂载点，用于挂载所述浮标。

5.根据权利要求1所述的一种主被动兼容水声定位系统，其特征在于，所述目标为UUV。