[发明专利]水下探测系统及方法

说明书

本发明涉及一种水下探测系统及方法，包括：(a)第一水下装置，其依次包括：(a.1)高频主动和被动声纳(4)，其以固定方式和/或以声纳携带模式布置在船下，并且被配置用于发射声信号和接收声纳回波；以及(a.2)被配置用于警告授权的水下装置出现在受限区域中的水下阻止装置(5)；并且其中所述系统还包括(b)第二水上装置，所述第二水上装置包括：(b.1)通信装置(2)，所述通信装置(2)被配置用于在所述水下装置(4，5)和所述水上装置(1，2，3，6)之间建立通信接口；以及(b.2)水上控制装置(1)，其被配置用于处理由主动和被动声纳(4)获取的数据，并且如果检测到出现在受限区域中未授权的水下装置，则通过水下阻止装置(5)发出警告。

技术领域

本发明所属的技术领域是水下探测系统，用于探测潜水员、载人和无人潜水艇，以防止和监视在商业港口、海军基地、发电站、钻井平台、系泊船、环境保护区域和浮游失事中可能表现的威胁。

背景技术

近年来，国际上对港口，军事和民用船舶的保护以及对水下威胁至关重要的基础设施的关注日益增长。这种保护需要使用高度专用的传感器，其特征在于高检测概率和低误报警概率。

文献ES2076316T3描述了一种水声声纳系统，其中接收到的信号在没有对其进行相当多的滤波的情况下被处理，以保存接收到的信号的高傅立叶分量，从而保存关于目标的有用信息。这是通过使用宽带检测器模块来解调所接收的信号，从而消除通常的中频级来实现的。该模块包括宽带输入放大器，宽带全波检测器和具有至少50kHz的截止频率的低通有源滤波器。

文献ES2422756T3描述了一种自主声信号处理系统，其提供了能够自主执行大量声信号处理的装置。所述系统和方法可以被配置成自主地检测，跟踪，分类和报告安静目标(例如，潜艇目标)的存在，所述安静目标可以在密集运输的区域中操作。

最后，文献ES2159220A1描述了一种被动声纳系统，以避免与包括永久被动(被动声纳)定位系统的鲸类的碰撞，该定位系统实时跟踪鲸类(特别是抹香鲸)的单独运动，以防止与所有类型的船碰撞。该系统由一系列固定的，被动的声学浮标组成，其具有布置用于校准的主动声学浮标的可能性，位置分析软件程序，浮标到浮标通信系统，岸到浮标通信系统，岸上的三维地理软件跟踪程序，船到岸通信系统和车载地理跟踪接收器系统。该系统可应用于海上交通引起与鲸类碰撞的区域，这些碰撞可导致船运公司的物力人力损害，并危及某些鲸类物种的保护。

发明内容

本发明的目的是根据下面提到的权利要求来定义的。根据权利要求1所述的水下检测系统被配置用于检测船舶、港口和临界离岸设备中的入侵者。此外，根据权利要求14的水下入侵者检测方法也是本发明的一个目的。从属权利要求详细描述了本发明的特定和/或优选实施例。

具体来说，本发明的水下探测系统目标包括四个基本装置：(a)第一水下主动装置，它是将高频主动和被动声纳以固定方式和/或声纳携带模式安装在水中船下，并被配置用于发射声信号和接收声纳回波；(b)第二潜水装置，其被配置用于警告授权的潜水元件出现在受限区域；(c)第三水上装置，其被配置用于在构成所述系统的装置之间建立通信接口；以及(d)用于提供用户界面和数据处理的第四水上装置。这个系统整体上是模块化的，这便于其将来的更新。此外，它是一个轻量级的系统，便于其运输和操作部署；最后，它具有广泛的覆盖范围。

此外，本发明的水下检测方法的目的包括：(a)用于在水下安装高频有源声纳的步骤，具有发射声信号和接收声纳回波的步骤；(b)处理声纳回波信号的步骤；(c)检测限制区域中的水下元件的存在的步骤；以及(d)当检测到在受限区域中存在水下元件时，发出水下警告/警报的步骤。

如上描述，本发明以比现有技术中描述的系统更有效和更简单的方式，提供一种用于潜水员、载人和无人潜水艇的水下检测的系统和方法，提供对它们在商业港口、海军基地、发电站、钻井平台、系泊船、环境保护区域和浮游失事的威胁的保护和监视，以比现有技术中描述的系统更有效和更简单的方式。