用于堤坝水域的便携式水声定位系统及定位方法技术方案
【技术实现步骤摘要】
用于堤坝水域的便携式水声定位系统及定位方法
本专利技术涉及一种用于堤坝水域的便携式水声定位系统，尤其涉及一种针对水电站、水库等大型大型堤坝附近水域中水下目标进行声学定位的设备及定位方法。
技术介绍
目前，我国水利水电事业发展迅猛，在水电站、大坝等水下构筑物的附近水域中进行的水下作业也在不断增加。在这些作业的进行中，一个需要解决的重要问题是对堤坝附近水域中作业的水下目标(水下机器人或潜水员)进行准确而快速的定位。现有的水下定位技术主要分为两种，一种是利用GPS技术与水声系统的组合应用实现对水下目标定位的目的，但是由于我国地形地貌的特点，大部分大型水利工程，如三峡水电站、墨脱水电站、小浪底水利枢纽等重大水利水电工程的地理位置均在大山之中，林冠和山地地形对GPS定位精度影响较为严重，因此不适宜将其大范围使用于堤坝附近水域的水下目标定位中；另一种是水声定位技术，这种技术目前较为成熟，能够获得较为理想的定位精度，但是这种方法需要在工作船底布置水下基线阵，较为费时，且堤坝附近水域不易完成基阵布置作业。本专利技术以水声定位技术为基础，并在现有技术基础上加以改进，使系统拥有便携、...
【技术保护点】
一种用于堤坝水域的便携式水声定位系统，其特征在于：包括水下目标设备、水面设备以及操作中心；所述水面设备包括设备载体一、按十字交叉排布的四个水听器以及密封在设备载体一内部的控制处理组件，所述设备载体一的侧壁上固定十字交叉排布的四个支架，四个水听器分别固定在四个支架上；所述控制处理组件包括数字处理控制中心、模拟信号调理模块、数据采集模块、模数转换器、通讯接口一和通讯接口二；所述模拟信号调理模块用于将水听器采集的换能器的声学信号转换为电信号，所述数据采集模块用于采集模拟信号调理模块的电信号和辅助传感器通过通讯接口二传输的定位信息数据，所述模数转换器用于将数据采集模块采集到的数据转...
【技术特征摘要】
1.一种用于堤坝水域的便携式水声定位系统，其特征在于：包括水下目标设备、水面设备以及操作中心；所述水面设备包括设备载体一、按十字交叉排布的四个水听器以及密封在设备载体一内部的控制处理组件，所述设备载体一的侧壁上固定十字交叉排布的四个支架，四个水听器分别固定在四个支架上；所述控制处理组件包括数字处理控制中心、模拟信号调理模块、数据采集模块、模数转换器、通讯接口一和通讯接口二；所述模拟信号调理模块用于将水听器采集的换能器的声学信号转换为电信号，所述数据采集模块用于采集模拟信号调理模块的电信号和辅助传感器通过通讯接口二传输的定位信息数据，所述模数转换器用于将数据采集模块采集到的数据转换为数字信号并发送给数字处理控制中心进行数据融合处理，得到被测目标物的位置信息，所述数字处理控制中心通过通讯接口一和数据传输电缆一与操作中心相连；所述水下目标设备包括用于设备载体二、作为声信标并将声学信号发送给水听器的换能器和用于采集定位信息的辅助传感器，所述换能器固定在所述设备载体的顶部，所述辅助传感器固定在所述设备载体的侧壁上，所述辅助传感器通过数据传输电缆二与通讯接口二相连；所述操作中心为人机交互平台，通过数据传输电缆一和通讯接口一与数字处理控制中心进行通讯。2.根据权利要求1所述的用于堤坝水域的便携式水声定位系统，其特征在于：相邻两个支架中间位置处的设备载体一的侧壁上设有动力装置，四个动力装置分别与相互独立的四个驱动电路电相连，四个驱动电路分别与数字处理控制中心相连。3.根据权利要求1所述的用于堤坝水域的便携式水声定位系统，其特征在于：所述辅助传感器包括惯性测量元件、水压机和地磁计。4.根据权利要求3所述的用于堤坝水域的便携式水声定位系统，其特征在于：所述惯性测量元件包括陀螺仪和加速度计。5.根据权利要求1所述的用于堤坝水域的便携式水声定位系统，其特征在于：所述支架为伸缩式，包括支撑管、套管和锁紧部件，所述套管的一端套装在所述支撑管上、另一端固定在所述设备载体一的侧壁上，所述锁紧部件包括置于支撑管侧壁上的两个凸点和连接两个凸点的弹簧，所述套管对应凸点的侧壁上设有一排固定孔。6.根据权利要求1所述的用于堤坝水域的便携式水声定位系统，其特征在于：所述数字处理控制中心为DSP芯片或FPGA芯片。7.根据权利要求1所述的用于堤坝水域的便携式水声定位系统，其特征在于：所述设备载体一上设有浮力结构，所述浮力结构为充有气体的密封箱。8.根据权利要求1所述的用于堤坝水域的便携式水声定位系统，其特征在于：所述模拟信号调理模块与所述数据采集电路之间设置有依次相连的前置放大器、...
【专利技术属性】
技术研发人员：张学武，谢昱勃，李顾全，樊宇航，李丽媛，李敏，罗成名，许海燕，范新南，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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