[发明专利]一种拖曳线列阵阵形实时测量系统

说明书

本发明提供一种拖曳线阵阵形实时测量系统，包括拖曳母船和与所述母船连接的拖曳线列阵，其特征在于，还包括发射声源、水听器以及信号处理系统；所述发射声源用于向所述水听器发射声源信号；所述水听器间隔设于所述拖曳线列阵上，用于接收声源信号；所述信号处理系统用于处理声源信号以及所述水听器的返回信号。本发明所述的拖曳线阵阵形实时测量系统，可在进行目标探测的同时，实时测量拖曳线列阵的阵形参数，具有测量精度高、使用方便、不影响声纳性能等优点，有效地解决了在拖曳过程中拖曳线列阵阵形未知的难题。

技术领域

本发明属于水声工程领域，具体涉及一种拖曳线列阵阵形实时测量系统。

背景技术

拖曳线列阵声纳是一种探测潜艇的有效技术手段，应用越来越广泛，但受到海流和拖曳载船的机动，拖曳过程中拖曳线列阵不可能始终保持理想直线状态，而这种阵形的误差将直接影响声纳探测性能和角度测量精度，需要精确获得拖曳线列阵的阵形参数，以进行补偿。

现在通常采用以下两种方法：利用拖曳线列阵中嵌入的姿态传感器，通过姿态传感器中的航向角对阵形进行判断，选取其中阵形较理想的部分阵元进行处理，显然这种方法缩短了探测阵列的有效长度，降低了系统性能；采用信号处理的方法，利用接收的信号对阵形进行估计，但这种方法存在性能不稳健、难以验证的问题。

专利公告号为201611009284.6的中国发明专利公开了一种海底缆线定位声纳系统及定位方法，以下简称海底缆线定位专利，本专利与之不同之处在于：海底缆线定位专利被定位的目标为静态布置海底缆线，而本发明被定位的目标为动态运动的拖曳线列阵；海底缆线定位专利发射声源需采用3个或3个以上，而本发明专利则只需2个或2个以上；海底缆线定位专利需获取移动平台自身位置信息和姿态信息，解算的位置也为相对大地坐标系的绝对位置，而本专利则无需获取移动平台自身位置信息和姿态信息，解算的位置也是相对发射声源的相对位置。

鉴于此，目前亟待提出一种无需获取移动平台自身位置和姿态信息对拖曳线列阵进行阵形估计的一种拖曳线列实时测量系统。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题是提供一种无需获取移动平台自身位置和姿态信息对拖曳线列阵进行阵形估计的一种拖曳线列实时测量系统及方法。

本发明的系统，包括拖曳母船和与所述拖曳母船连接的拖曳线列阵，还包括发射声源、水听器以及信号处理系统；

所述发射声源用于向所述水听器发射声源信号；

所述水听器间隔设于所述拖曳线列阵上，用于接收声源信号；

所述信号处理系统用于处理声源信号以及所述水听器的返回信号；

所述系统通过如下方法计算拖曳线列阵阵形，包括如下步骤：

S1：至少两个发射声源同时向所述水听器发射两个相互正交的声源信号；

S2：所述水听器将接收到的声源信号转换为光信号和/或电信号，并将转换后的信号传输至数据处理系统；

S3：计算各所述水听器与各所述发射声源之间的距离差；获取拖曳线列阵上各所述水听器的绝对深度信息，并计算各所述水听器与所述发射声源的相对位置，然后，计算拖曳线列阵中各所述水听器的位置；

S4：通过各水听器的位置计算出拖曳线列阵的阵形。

进一步的，所述发射声源包括发射机、信号源以及发射换能器；所述信号源用于产生编码信号，所述发射机用于将编码信号进行功率放大；所述发射换能器用于将编码信号转换为声源信号。

进一步的，所述发射声源为固定安装在拖曳载船上，或与拖曳线列阵共同拖曳于水中。

进一步的，所述水听器为光电水听器和/或压电水听器。