[发明专利]一种基于光纤水听器阵的同步信号采集处理装置

说明书

一种基于光纤水听器阵的同步信号采集处理装置，属于水听器技术领域。本发明包括光纤水听器阵、信号调理模块、采集预处理模块和信号处理存储装置；光纤水听器阵接收外部声源的水声信号，输出携带有外界声信息的信号进入信号调理模块，经信号调理模块调理后变成模拟电信号进入采集预处理模块，采集预处理模块对接收的模拟电信号进行模数转换变成数字电信号，并对数字电信号进行预处理，将预处理信息发送至信号处理存储装置；信号处理存储装置对接收的预处理信息进行存储，并作处理得到外界声波信号对应的距离和方位信息。本发明装置结构简单，预处理板卡无主从之分，便于安装调试；同时还具有良好的适用性、适应性和扩展性。

技术领域

本发明涉及一种基于光纤水听器阵的同步信号采集处理装置，属于水听器技术领域。

背景技术

中国不仅是陆地大国，也是海洋大国。开发和利用海洋，发展海洋经济和海洋事业，对我国经济发展和社会进步，具有十分重要的战略意义。实施海洋发展战略，建设海洋强国，关键是加强海洋科学研究和技术应用，提高海洋事业发展水平。由于电磁波和光波在海水中的传播衰减严重，至今为止，声波还是唯一能在海洋中进行中远距离传播的能量形式。目前的水下目标探测、定位及跟踪、水下通信、水下导航、目标识别、水下武器制导等技术大多以水声信号为主。水声定位技术在水声技术中扮演极为重要的角色，确定目标的存在和位置是水声技术中一个最重要且最基本的问题。水声定位技术是海洋开发和国防建设的关键技术，在声呐、雷达、海洋开发、资源探测、航海活动、地质勘探、精确制导等许多领域具有广泛的应用前景。

水下声学定位是用水声设备确定水下载体或目标的方位和距离的技术，利用三个以上传声器构成的基阵接收声脉冲信号，测量到达时间或相位进行定位。目前常用的水下声学定位技术主要包括水听器基线阵和水听器阵列。在采用上述水下定位技术时，系统需具有同步信号采集功能，许多学者对信号同步采集进行研究并取得了一系列成果，但尚有不完善之处。例如传统的采用光缆同步技术完成多种参数传感器同步采集，这种方法在满足水声信号定位误差范围时，不仅增加硬件电路部分的连接复杂度，同时光缆部件内部引入了光电转换等有源器件，一定程度上增加了硬件所需空间；现有的采用时钟同步线的方式完成多采集板卡对水听器阵列信号的采集，这种方法使用的采集板卡无信号预处理功能，在传输带宽固定条件下，不适合水听器阵列的高速信号采集，此外，还需要专门设计外部时钟源为采集板卡提供时钟同步信号，同时高频时钟同步信号受到外界干扰会产生畸变，进而导致采集板卡之间时钟基准不一致。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于光纤水听器阵的同步信号采集处理装置，装置结构简单，预处理板卡无主从之分，便于安装调试；同时还具有良好的适用性、适应性和扩展性。

本发明的技术解决方案是：一种基于光纤水听器阵的同步信号采集处理装置，包括光纤水听器阵、信号调理模块、采集预处理模块和信号处理存储装置；

光纤水听器阵接收外部声源的水声信号，输出携带有外界声信息的信号进入信号调理模块，经信号调理模块调理后变成模拟电信号进入采集预处理模块，采集预处理模块对接收的模拟电信号进行模数转换变成数字电信号，并对数字电信号进行预处理，将预处理信息发送至信号处理存储装置；

信号处理存储装置对接收的预处理信息进行存储，并作处理得到外界声波信号对应的距离和方位信息。

进一步地，还包括显示终端；所述显示终端与所述信号处理存储装置连接，用于接收并显示显示所述信号处理存储装置处理得到的外界声波信号对应的距离和方位信息。

进一步地，还包括声速计、GPS终端和温盐深仪；

所述声速计、GPS终端和温盐深仪与所述信号处理存储装置相连接；

所述信号处理存储装置对所述采集预处理模块输入的预处理信息、所述声速计输入的声速信息、所述GPS终端输入的位置和时间信息、所述温盐深仪输入的温盐深信息进行封帧存储。