一种反超短基线定位系统技术方案

本发明专利技术涉及的是一种反超短基线定位系统。包括水面部分和水下部分，水面部分包括显控终端、通信单元、发射单元、同步器、供电单元，水下部分包括接收换能器、信号预处理单元、数字信号处理单元、供电单元，水面部分所述的通信单元包括依次相连的GPS、姿态仪数据信息接收模块和网络通信模块。本发明专利技术具有传统超短基线定位系统安装简单，使用方便，定位精度高的特点；本发明专利技术中水下潜器直接采集声信号并进行处理来获得自己的位置信息，提高了水下目标定位工作的效率；本发明专利技术中的信号接收端安装于水下目标上，比传统超短基线定位系统接收端布放于水面的情况受到的噪声干扰要小得多，得到的信号质量好，降低了对信号处理的复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种反超短基线定位系统。
技术介绍
近年来水下潜器工作与超短基线定位系统配合越来越密切。潜器在进行水下探测和布放作业时，需要超短基线定位系统为其提供位置信息。传统超短基线定位系统在工作时，水下潜器会定时地给水面超短基线定位系统发送声信号，当水面单元通过接收的声信号获取到水下目标的位置信息之后，会把得到的位置信息发送给水下潜器供水下潜器使用；而反超短基线定位系统中水下潜器可以直接通过接收到的声信号获取位置信息来供自身使用，从而大大提高了定位系统的工作效率；而且，声信号在水中接收时受到的噪声干扰比在水面附近接收时受到的噪声干扰要小的多，这样可以保证接收到的声音信号的质量，从而大大降低了对声音信号进行处理时的复杂度。相比于传统超短基线定位系统，反超短基线定位系统不仅保证了安装简单，使用方便，定位精度高的特点，还提高了接收信号的质量以及系统工作的效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种解决传统超短基线定位系统定位工作效率低问题的反超短基线定位系统。本专利技术目的是这样实现的：一种反超短基线定位系统，包括水面部分和水下部分，水面部分包括显控终端、通信单元、发射单元、同步器、供电单元，水下部分包括接收换能器、信号预处理单元、数字信号处理单元、供电单元，水面部分所述的通信单元包括依次相连的GPS、姿态仪数据信息接收模块和网络通信模块；发射单元包括依次相连的发射控制模块、发射功率放大模块和发射换能器基阵；同步器包括依次相连的逻辑控制模块和同步信号产生模块；供电单元包括数字供电模块和模拟供电模块；水下部分所述的信号预处理单元包括依次相连的信号滤波模块、信号放大模块和可控增益模块；数字信号处理单元包括依次相连的逻辑控制模块、信号采集模块和定位解算模块；供电单元包括数字供电模块和模拟供电模块。所述发射单元和同步器通过发射控制模块和同步信号产生模块相连，数字信号处理单元和同步器通过逻辑控制模块和同步信号产生模块相连，通信单元和数字信号处理单元通过网络通信模块和逻辑控制模块相连，发射单元和供电单元的模拟供电模块相连。所述的接收换能器与信号预处理单元中的信号滤波模块相连，信号预处理单元和数字信号处理单元通过可控增益模块和信号采集模块相连，接收换能器、信号预处理单元、数字信号处理单元分别和供电单元的数字供电模块相连。本专利技术的有益效果在于：本专利技术具有传统超短基线定位系统安装简单，使用方便，定位精度高的特点；本专利技术中水下潜器直接采集声信号并进行处理来获得自己的位置信息，提高了水下目标定位工作的效率；本专利技术中的信号接收端安装于水下目标上，比传统超短基线定位系统接收端布放于水面的情况受到的噪声干扰要小得多，得到的信号质量好，降低了对信号处理的复杂度。附图说明图1为本专利技术的结构原理框图；图2为本专利技术的定位解算软件工作流程框图。具体实施方式下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：本专利技术在于提供一种反超短基线定位系统，包括水面部分和水下部分，水面部分包括显控终端、通信单元、发射单元、同步器和供电单元，水下部分包括接收换能器、信号预处理单元、数字信号处理单元和供电单元。通信单元包括依次相连的GPS、姿态仪数据信息接收模块和网络通信模块；发射单元包括依次相连的发射控制模块、发射功率放大模块和发射换能器基阵；同步器包括依次相连的逻辑控制模块和同步信号产生模块；供电单元包括数字供电模块和模拟供电模块。信号预处理单元包括依次相连的信号滤波模块、信号放大模块和可控增益模块，数字信号处理单元包括依次相连的逻辑控制模块、信号采集模块和定位解算模块。本专利技术不同于传统的超短基线定位系统。本专利技术利用超短基线基阵进行信号发射，水下目标进行信号接收，并对声信号信息进行处理。这样，水下目标可以直接使用得到的时延信息，与传统的超短基线定位系统相比，水下目标能够及时获取其位置信息，提高了工作效率；而且，由于接收换能器布放于水下，接收得到的声信号比在水面接收得到的声信号质量要好，这样有效地降低了信号处理时的复杂度。本专利技术反超短基线定位系统，包括水面部分和水下部分，水面部分包括显控终端、通信单元、发射单元、同步器和供电单元，水下部分包括接收换能器、信号预处理单元、数字信号处理单元和供电单元。其特征是：水面部分所述的通信单元包括依次相连的GPS、姿态仪数据信息接收模块和网络通信模块，发射单元包括依次相连的发射控制模块、发射功率放大模块和发射换能器基阵，同步器包括相连的逻辑控制模块和同步信号产生模块，供电单元包括数字供电模块和模拟供电模块；水下部分所述的信号预处理单元包括依次相连的信号滤波模块、信号放大模块和可控增益模块，数字信号处理单元包括依次相连的逻辑控制模块、信号采集模块和定位解算模块，供电单元包括数字供电模块和模拟供电模块。本专利技术还可以包括：1.发射单元和同步器通过发射控制模块和同步信号产生模块相连，数字信号处理单元和同步器通过逻辑控制模块和同步信号产生模块相连，通信单元和数字信号处理单元通过网络通信模块和逻辑控制模块相连，发射单元和供电单元的模拟供电模块相连。2.接收换能器与信号预处理单元中的信号滤波模块相连，信号预处理单元和数字信号处理单元通过可控增益模块和信号采集模块相连，接收换能器、信号预处理单元、数字信号处理单元分别和供电单元的数字供电模块相连。结合图1～2，本专利技术反超短基线定位系统包括水面部分和水下部分，水面部分包括显控终端、通信单元、发射单元、同步器、供电单元，水下部分包括接收换能器、信号预处理单元、数字信号处理单元和供电单元。在水面部分中，通信单元包括依次相连的GPS、姿态仪数据信息接收模块和网络通信模块，发射单元包括依次相连的发射控制模块、发射功率放大模块和发射换能器基阵，同步器包括依次相连的逻辑控制模块和同步信号产生模块，供电单元包括数字供电模块和模拟供电模块；在水下部分中，信号预处理单元包括依次相连的信号滤波模块、信号放大模块和可控增益模块，数字信号处理单元包括依次相连的逻辑控制模块、信号采集模块和定位解算模块，供电单元包括数字供电模块和模拟供电模块。通信单元和数字信号处理单元通过网络通信模块和逻辑控制模块相连，同步器和发射单元通过同步信号产生模块和发射控制模块相连，数字信号处理单元和同步器通过逻辑控制模块和同步信号产生模块相连，发射单元和供电单元中的模拟供电模块相连，接收换能器、信号预处理单元和数字信号处理单元分别和供电单元中的数字供电模块相连，接收换能器和信号预处理单元中的信号滤波模块相连，信号预处理单元和数字信号处理单元通过可控增益模块和信号采集模块相连。显控终端上装有该系统的配置软件与数据采集显示软件。配置软件主要完成对系统的初始化配置以及控制功能等。数据采集显示包括数据波形显示，GPS、姿态仪信息显示，数据存储等。能够完成的控制命令主要包括：系统启动与停止，水下接收装置的上下电，水下接收装置电量检测，信号接收器同步，信号接收器工作模式配置，信号预处理单元放大增益改变，采集模式选择等。发射换能器基阵利用安装结构刚性固定于船舷，换能器基阵应位于水下2米左右，以保证信号被接收时可以比较明显地区分直达波信号。完成同步工作模式配置后，系统即可正常工作。通过显控终端控制发射换能器在水下以规定周期发射脉冲信号，供水下接收换能器采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反超短基线定位系统，包括水面部分和水下部分，水面部分包括显控终端、通信单元、发射单元、同步器、供电单元，水下部分包括接收换能器、信号预处理单元、数字信号处理单元、供电单元，其特征在于：水面部分所述的通信单元包括依次相连的GPS、姿态仪数据信息接收模块和网络通信模块；发射单元包括依次相连的发射控制模块、发射功率放大模块和发射换能器基阵；同步器包括依次相连的逻辑控制模块和同步信号产生模块；供电单元包括数字供电模块和模拟供电模块；水下部分所述的信号预处理单元包括依次相连的信号滤波模块、信号放大模块和可控增益模块；数字信号处理单元包括依次相连的逻辑控制模块、信号采集模块和定位解算模块；供电单元包括数字供电模块和模拟供电模块。

【技术特征摘要】
1.一种反超短基线定位系统，包括水面部分和水下部分，水面部分包括显控终端、通信单元、发射单元、同步器、供电单元，水下部分包括接收换能器、信号预处理单元、数字信号处理单元、供电单元，其特征在于：水面部分所述的通信单元包括依次相连的GPS、姿态仪数据信息接收模块和网络通信模块；发射单元包括依次相连的发射控制模块、发射功率放大模块和发射换能器基阵；同步器包括依次相连的逻辑控制模块和同步信号产生模块；供电单元包括数字供电模块和模拟供电模块；水下部分所述的信号预处理单元包括依次相连的信号滤波模块、信号放大模块和可控增益模块；数字信号处理单元包括依次相连的逻辑控制模块、信号采集模块和定位解算模...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大军，丁杰，张居成，韩云峰，郑翠娥，王永恒，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23