[实用新型]一种下视与侧视集成水下全景三维成像声呐

说明书

本实用新型公开了一种下视与侧视集成水下全景三维成像声呐，包括侧视声呐、拖曳架、稳定尾翼、下视三维声呐、惯导舱、水下控制模块、拖体框架、尾舵；所述拖体框架为扁平形架构，所述拖体框架底部设置有下视三维声呐接收基阵，所述下视三维声呐接收基阵的上方分别设有下视三维声呐发射机、侧视声呐发射机、侧视声呐接收机、下视三维声呐接收机；所述拖体框架的两侧分别设有两组侧视声呐发射基阵和侧视声呐接收基阵；所述拖曳架后部设有惯导舱、下视三维声呐发射基阵和水下控制模块；本新型采用侧视声呐与下视三维声呐集成，全景三维探测掩埋物、并实时获得声呐侧下方更大开角范围内海底各类悬浮和沉底小目标以及海底地貌的高分辨率成像结果。

技术领域

本实用新型涉及涉及海洋工程技术设备领域，特别涉及一种下视与侧视集成水下全景三维成像声呐。

背景技术

随着海洋科技、海洋经济的深入发展，对海洋的认知和开发已遍布海洋的各个区域，对探查装备的能力需求越来越高，要求探查装备的探测能力从近海延展到中远海，从水中悬浮、沉底目标扩展到海底以下地质层或掩埋物体。因此，对可探测悬浮、沉底和掩埋目标的海洋全景三维探查系统的需求越来越迫切。

在各类小目标探查中，掩埋物探查一直是水下目标探查的一个技术难题。当前主要解决方案有两种：声学探测与磁探。其中，磁探技术作用距离近，分辨率低，探测能力有限(如不能探测非金属目标等)，虚警率高，且对载体有苛刻的要求(如消磁等)，应用范围相对有限，声学的探测方法是水下掩埋物的优选。

现有技术中，传统的声学探测手段主要为浅地层剖面仪，其缺陷表现为：1、浅地层剖面仪探测效率低、分辨率低，一般只能用于探测较粗的管线目标或较大范围的地质剖面，不适合用来探测较小的掩埋目标；2、浅地层探测多为二维成像，只能获得设备下方的剖面图像；3、掩埋物探测一般需要声波的工作频率较低，由此带来的缺点是分辨率较差。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种下视与侧视集成水下全景三维成像声呐，针对现有技术中的不足，本新型采用侧视的三维高频声呐与下视三维探掩埋声呐相互集成，全景三维探测掩埋物、获得海底目标高分辨成像，兼顾了探掩埋和高分辨的需求，同时提高了探测宽度，可将探测开角增大至160°以上。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种下视与侧视集成水下全景三维成像声呐，包括侧视声呐发射基阵、侧视声呐接收基阵、拖曳架、稳定尾翼、下视三维声呐接收基阵、下视三维声呐发射机、侧视声呐发射机、侧视声呐接收机、下视三维声呐接收机、下视三维声呐发射基阵、惯导舱、水下控制模块、拖体框架、尾舵，其特征在于：

所述拖体框架为整体对称并带有圆弧形前艏的扁平形架构，其中间竖向固定设置有拖曳架、后部两侧固定装配有两块稳定尾翼，所述稳定尾翼之间设置有两组尾舵；所述拖体框架底部设置有下视三维声呐接收基阵，所述下视三维声呐接收基阵的上方分别固定设置有下视三维声呐发射机、侧视声呐发射机、侧视声呐接收机、下视三维声呐接收机；所述拖体框架的两侧侧壁上分别对称式设置有两组侧视声呐发射基阵和侧视声呐接收基阵；所述拖曳架后部固定设置有惯导舱，所述惯导舱的两侧分别设置有下视三维声呐发射基阵，所述下视三维声呐发射基阵的两侧分别固定设置有多个水下控制模块；所述拖体框架内部中间位置还设置有发射电子舱和接收电子舱，拖体框架外部装配有蒙皮，从而构成探测声呐拖体，并通过互联缆与母船连接。

所述下视三维声呐发射机、下视三维声呐接收机、下视三维声呐发射基阵、下视三维声呐接收基阵协调工作构成下视三维声呐，所述下视三维声呐接收基阵为三维面阵式配置，并通过垂向上利用匹配滤波、垂直航迹向方向上为多波束的波束形成处理、在航迹向上的合成孔径处理，探测获得海底悬浮、沉底、掩埋目标的三维图像；

所述侧视声呐发射机、侧视声呐接收机、侧视声呐发射基阵、侧视声呐接收基阵协调工作构成侧视声呐，所述侧视声呐利用自适应孔径处理和多通道大规模波束形成算法，实时获得高分辨海底声呐图像；并实时获得声呐侧下方更大开角范围内海底目标的高分辨成像。