[发明专利]一种利用浮沉载荷装置实现深海扩展跟踪的方法

权利要求书

1.一种利用浮沉载荷装置实现深海扩展跟踪的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、构建一个可移动的水下探测节点；

所述水下探测节点由深海型无人航行器拖曳一条低频矢量水听器阵列构成，所述水听器阵列的上端搭载一个浮力调节装置，且使所述水听器阵列处于水平、垂直、或者两者之间的任意姿态；

所述浮力调节装置包括壳体、液压动力单元、电子罗盘、控制板、油囊和固定架，所述壳体的内腔底部插接有所述液压动力单元、顶部安装有一个所述油囊，位于所述壳体下方设有另一个所述油囊，且所述液压动力单元分别通过油路与上下两侧的所述油囊相连接，所述壳体内部安装有所述电子罗盘和所述控制板，所述电子罗盘可实时检测所述浮力调节装置的姿态，所述控制板用于控制所述液压动力单元；下侧所述油囊的底部设有所述固定架，所述固定架用于与所述水听器阵列相连接；

S2、当目标被检测到之后，所述水听器阵列将被调整为垂直阵列，通过窄波束对准目标；

S3、当目标移动出观测区域后，所述水听器阵列将向水平方向调整，以增加水平空间增益，实现对目标的持续追踪；

所述水听器阵列的深度和指向，根据环境噪声和目标的距离，将被连续调整，以实现在会聚区内对目标的连续扩展跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种利用浮沉载荷装置实现深海扩展跟踪的方法，其特征在于：

所述水听器阵列构成声呐，所述声呐在深海不同深度下的声场模式，将海面到共轭深度这个深度范围划分为四个深度区间：

①海面附近：深度≤500m；

②声道轴范围：500-3500m；

③共轭深度附近：深度3500-4117m；

④共轭深度至海底：4117m-5000m；

声源位于深度区间①和③会形成会聚区，定义为CZ模式；

声源位于深度区间②时，定义为SOFAR模式；

声源位于深度区间④形成可靠声路径，定义为RAP模式。

3.根据权利要求2所述的一种利用浮沉载荷装置实现深海扩展跟踪的方法，其特征在于：

对于主动的所述声呐，当发射换能器发射信号照射海面目标时，主动声呐相当于发射端，目标是接收端：

所述声呐在深度区间①声场是CZ1模式；

所述声呐在深度区间②声场是SOFAR模式；

所述声呐在深度区间③声场是CZ2模式；

所述声呐在深度区间④声场是RAP模式；

目标反射声源信号时，主动声呐相当于接收端，目标是发射端，但是根据声场互易原理，此时将目标和所述声呐位置互换，则情况与主动声呐照射目标时相同，声场模式并没有改变；

被动声呐声源和接收端的声场模式与主动声呐相同，目标在海面时声场模式的类型只与主/被动声呐布放深度有关。

4.根据权利要求3所述的一种利用浮沉载荷装置实现深海扩展跟踪的方法，其特征在于：

所述的海面目标处在35-40km范围时，基于CZ模式与基于RAP模式均能探测到目标。

5.根据权利要求4所述的一种利用浮沉载荷装置实现深海扩展跟踪的方法，其特征在于：

通过对回声余量的预测，可以确定基于RAP的主动探测方法的可探测范围。

6.根据权利要求5所述的一种利用浮沉载荷装置实现深海扩展跟踪的方法，其特征在于：

基于RAP的模式的深度调节实现对探测距离的扩展。

7.根据权利要求6所述的一种利用浮沉载荷装置实现深海扩展跟踪的方法，其特征在于：

基于CZ模式和SOFAR模式的深度调节实现对探测距离的扩展。

8.根据权利要求7所述的一种利用浮沉载荷装置实现深海扩展跟踪的方法，其特征在于：

基于CZ模式和SOFAR模式的阵姿态调节实现对探测距离的扩展。