[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

说明书

本发明涉及水声设备设计与制造技术领域，具体涉及一种利用浮沉载荷装置实现深海扩展跟踪的方法，包括以下步骤：S1、构建一个可移动的水下探测节点；S2、当目标被检测到之后，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，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；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；优点是兼具隐蔽与机动性，利用深海声学特性对探测性能取得突破性进步。对未来扩大水下目标信息感知范围，对敏感或争议区域实施全覆盖、建立我国水下侦、通、导、测一体化海底观测网具有重要意义。

技术领域

本发明涉及水声设备设计与制造技术领域，具体涉及一种利用浮沉载荷装置实现深海扩展跟踪的方法。

背景技术

深海声道广泛存在于全球深海海域，因其具有十分良好的声传播性能而受到极大关注。海面到共轭深度这个范围被称作深海声道宽度，由Snell折射定律可知，声线总是弯向声速极小值的方向，当声源位于深海声道中某一个深度上时，小掠射角声线将被限制在深海声道中传播，不跟海底海面发生碰撞，传播损失较少，因此声信号可传播很远距离。利用深海声道良好的传播性能，声波可以有效地对目标进行定位和测距。

我国声纳多采用直达波探测模式，该模式适用性强，但作用距离近，受环境影响，尤其在深海环境下，声线弯折，声场十分复杂，声纳信号处理受多途传播和物理环境影响较大。上世纪40年代，人们开始了对深海声道的研究，其中会聚区的发现与发展为水声探测带来较大影响，极大扩展了探测距离。深层会聚区(反转点会聚区)的应用为在海洋深处探测海面安静目标提供了理论基础。尤其在深海环境下的水下预警等方面，目标定位方法研究十分重要。结合典型的声道，在深海环境下的目标探测定位方法的研究具有极大的理论和应用价值。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用浮沉载荷装置实现深海扩展跟踪的方法，优点是兼具隐蔽与机动性，利用深海声学特性对探测性能取得突破性进步。对未来扩大水下目标信息感知范围，对敏感或争议区域实施全覆盖、建立我国水下侦、通、导、测一体化海底观测网具有重要意义。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种利用浮沉载荷装置实现深海扩展跟踪的方法，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。

优选的，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；