一种基于北斗卫星导航系统的无缆报警浮标技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于北斗卫星导航系统的无缆报警浮标，包括钛合金耐压筒体(1)及设于其顶部的非金属头罩(2)，二者水密连接共同构成浮标耐压壳体；所述浮标耐压壳体内设有多层安装架构(4)，其包括中心柱状支撑杆和垂直于该柱状支撑杆的多层横隔板，所述柱状支撑杆顶部设有北斗对接机构(5)，该北斗对接机构(5)包括北斗定位发信模块(507)，其包括北斗定位单元和北斗发信单元。本实用新型专利技术的无缆报警浮标，通过钛合金耐压筒体及非金属头罩共同构成浮标耐压壳体，并通过北斗对接机构获取浮标当前的定位信息，并将定位信息经由北斗卫星导航系统发送给后方救援中心，并接收后方救援中心的命令完成相应动作，报警响应快，定位精度高。

A cordless warning buoy based on Beidou satellite navigation system

【技术实现步骤摘要】
一种基于北斗卫星导航系统的无缆报警浮标
本技术属于水声通信浮标
，更具体地，涉及一种基于北斗卫星导航系统的无缆报警浮标。
技术介绍
潜艇在单独执行任务时，经常要与外界隔绝较长时间，在应急情况下需要与岸上沟通，就必须上浮以便把天线伸出水面，从而增加了暴露自身位置的风险；为此，可采用由潜艇释放水声通信浮标作为潜艇与无线电网络之间的通信联络节点的方法以规避所述风险。现有浮标所依靠的定位系统主要有GPS、“北斗”和ARGOS等，而其数据传输则依赖于岸基无线通讯和卫星通讯，卫星通讯系统有ARGOS、铱星、全球星和“北斗”等，其中北斗卫星导航系统作为我国独立研制开发的系统，有如下特点：该系统兼具定位与通信功能，通信时间间隔可以很短，因为北斗卫星是地球同步卫星，同时其终端可兼容其它定位系统；采用短报文模式通讯，传输速度快、实时性强、掉线率低，并能及时反馈接收信息，保证数据传输成功率；自主研发，数据传输不经其它服务器，保密性强。但是，由于水下压力很大，特征是在深海中的压力更大，现有的浮标装置将北斗对接机构安装于浮标内，往往因为较大水压导致其损坏，无法实现报警，因此，十分有必要开展基于北斗卫星导航系统的深海报警浮标研究工作。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本技术提供一种基于北斗卫星导航系统的无缆报警浮标，其通过钛合金耐压筒体及强度较高、透波性强、塑性好、耐疲劳的航空有机玻璃制备的非金属头罩共同构成浮标耐压壳体，并通过北斗对接机构获取浮标当前的定位信息，并将定位信息经由北斗卫星导航系统发送给后方救援中心，并接收后方救援中心的命令完成相应动作，报警响应快，定位精度高。为了实现上述目的，本技术提供一种基于北斗卫星导航系统的无缆报警浮标，包括：钛合金耐压筒体及设于其顶部的非金属头罩，所述钛合金耐压筒体为圆柱状中空结构，非金属头罩为半球形中空结构，二者水密连接共同构成浮标耐压壳体；所述浮标耐压壳体内设有多层安装架构，该多层安装架构包括中心柱状支撑杆和垂直于该柱状支撑杆的多层横隔板，多层横隔板将所述钛合金耐压筒体内部分隔为不同的腔体空间，用于安放元器件或设备；所述柱状支撑杆顶部设有北斗对接机构，该北斗对接机构包括北斗定位发信模块，所述北斗定位发信模块包括北斗定位单元和北斗发信单元，用以获取浮标当前的定位信息，并将定位信息经由北斗卫星导航系统发送给后方救援中心，并接收后方救援中心的命令完成相应动作。进一步地，所述北斗对接机构包括与所述北斗定位发信模块互联的北斗天线模块。进一步地，所述北斗对接机构包括主控处理模块、与该主控处理模块互联的数据通信模块，所述数据通信模块包括磁隔离型RS通信单元和ESD静电保护双向二极管。进一步地，所述北斗对接机构包括触水检测模块，包括触水触点和触水检测电路，所述触水触点由外部接口引出，所述触水检测电路通过触水触点的导通或断开状态变化判定浮标是否触水。进一步地，所述北斗对接机构包括：自检模块，用以对浮标电路各模块进行自检；自毁模块，采用继电器及升压电路，用以在浮标电路完成任务后，擦除掉存储的数据信息、破坏相关存储器件。进一步地，所述北斗对接机构包括数据存储模块，其采用Flash存储芯片，用以存储各种数据信息。进一步地，所述北斗对接机构包括电源管理模块，该电源管理模块包括隔离保护电路、供电转.V电路、供电转V电路以及供电转V电路。进一步地，所述柱状支撑杆底部设有浮标电池，该浮标电池通过螺栓与所述钛合金耐压筒体底板固定连接。进一步地，所述钛合金耐压筒体底部设有水密连接件，其一端与所述浮标电池实现电连接，另一端与穿过钛合金耐压筒体的底板并向外延伸。进一步地，所述钛合金耐压筒体和非金属头罩的对接面为多级台阶状结构，该多级台阶上分别设有O型密封圈，实现钛合金耐压筒体与非金属头罩的密封连接。总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：1.本技术的无缆报警浮标，通过钛合金耐压筒体及强度较高、透波性强、塑性好、耐疲劳的航空有机玻璃制备的非金属头罩共同构成浮标耐压壳体，并通过北斗对接机构获取浮标当前的定位信息，并将定位信息经由北斗卫星导航系统发送给后方救援中心，并接收后方救援中心的命令完成相应动作，报警响应快，定位精度高。2.本技术的无缆报警浮标，北斗定位发信到达设定时长或接收到指挥中心发送的自毁指令后，通过两种手段实现报警信息自毁，其一是擦除数据信息，其二是采用大电压烧毁芯片，保证信息不可恢复，具体较高的安全等级。3.本技术的无缆报警浮标，提高北斗天线的接收发射角和灵敏度，在大倾角下通信成功率高，保证救生浮标可靠定位发信。4.本技术的无缆报警浮标，北斗对接模块处于空气中时，应处于关机状态；北斗对接模块固定在艇上时，处于RS485数据接收模式；被释放后，在海水中漂浮时，遇水开关感应浮标触水后，北斗对接模块自动切换为北斗模式。5.本技术的无缆报警浮标，具备自检测功能，出航前，可启动北斗对接模块自检功能，并有相应的自检结果提示功能。固定在艇上时，控制主机可通过RS485发送检测指令，接收到指令后北斗对接模块进行状态检测，并通过RS485回传检测结果。6.本技术的无缆报警浮标，耐压筒体采用钛合金材料并进行微弧氧化等防腐、防生物附着处理。头罩采用强度较高、透波性强、塑性好、耐疲劳的航空有机玻璃，在保证耐压强度的情况下兼顾了良好的北斗透波性能。7.本技术的无缆报警浮标，通过潜艇导航信息及浮标自身定位信息两种位置信息报警，保证报警示位信息可靠准确。8.本技术的无缆报警浮标，浮标的稳性好，经浮稳态优化满足五级海况以上卫星短报文通信。提高北斗天线的接收发射角和灵敏度，在大倾角下通信成功率高，保证救生浮标可靠定位发信。9.本技术的无缆报警浮标，采用高能量密度锂氟化碳电池供电，体积小，重量轻，能量密度高。10.本技术的无缆报警浮标，采用水密接插件实现在艇上的供电及数据传输，浮标释放时水密接插件自动脱离。附图说明图1为本技术实施例基于北斗卫星导航系统的无缆报警浮标结构示意图；图2为本技术实施例北斗对接机构组成示意图；图3为本技术实施例北斗对接机构工作原理示意图；图4为本技术实施例基于北斗卫星导航系统的无缆报警浮标工作原理示意图。在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-钛合金耐压筒体、2-非金属头罩、3-O型密封圈、4-多层安装架构、5-北斗对接机构、6-浮标电池、7-水密连接件；501-主控处理模块、502-数据通信模块、503-电源管理模块、504-触水检测模块、505-自检模块、506-自毁模块、507-北斗定位发信模块、508-北斗收发天线、509-数据存储模块。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于北斗卫星导航系统的无缆报警浮标，其特征在于，包括：/n钛合金耐压筒体(1)及设于其顶部的非金属头罩(2)，所述钛合金耐压筒体(1)为圆柱状中空结构，非金属头罩(2)为半球形中空结构，二者水密连接共同构成浮标耐压壳体；/n所述浮标耐压壳体内设有多层安装架构(4)，该多层安装架构(4)包括中心柱状支撑杆和垂直于该柱状支撑杆的多层横隔板，多层横隔板将所述钛合金耐压筒体(1)内部分隔为不同的腔体空间，用于安放元器件或设备；/n所述柱状支撑杆顶部设有北斗对接机构(5)，该北斗对接机构(5)包括北斗定位发信模块(507)，所述北斗定位发信模块(507)包括北斗定位单元和北斗发信单元，用以获取浮标当前的定位信息，并将定位信息经由北斗卫星导航系统发送给后方救援中心，并接收后方救援中心的命令完成相应动作。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于北斗卫星导航系统的无缆报警浮标，其特征在于，包括：
钛合金耐压筒体(1)及设于其顶部的非金属头罩(2)，所述钛合金耐压筒体(1)为圆柱状中空结构，非金属头罩(2)为半球形中空结构，二者水密连接共同构成浮标耐压壳体；
所述浮标耐压壳体内设有多层安装架构(4)，该多层安装架构(4)包括中心柱状支撑杆和垂直于该柱状支撑杆的多层横隔板，多层横隔板将所述钛合金耐压筒体(1)内部分隔为不同的腔体空间，用于安放元器件或设备；
所述柱状支撑杆顶部设有北斗对接机构(5)，该北斗对接机构(5)包括北斗定位发信模块(507)，所述北斗定位发信模块(507)包括北斗定位单元和北斗发信单元，用以获取浮标当前的定位信息，并将定位信息经由北斗卫星导航系统发送给后方救援中心，并接收后方救援中心的命令完成相应动作。


2.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星导航系统的无缆报警浮标，其特征在于，所述北斗对接机构(5)包括与所述北斗定位发信模块(507)互联的北斗天线模块(508)。


3.根据权利要求2所述的一种基于北斗卫星导航系统的无缆报警浮标，其特征在于，所述北斗对接机构(5)包括主控处理模块(501)、与该主控处理模块(501)互联的数据通信模块(502)，所述数据通信模块(502)包括磁隔离型RS422通信单元和ESD静电保护双向二极管。


4.根据权利要求3所述的一种基于北斗卫星导航系统的无缆报警浮标，其特征在于，所述北斗对接机构(5)包括触水检测模块(504)，包括触水触点和触水检测电路，所述触水触点由外部接口引出，所述触水检测电路通过触水触点的导通或断开状态变化判定浮标是否触水。

【专利技术属性】
技术研发人员：史战新，刘畅，刘志平，徐锋，刘晓辉，唐辉，赵昆明，刘利云，甘霖，赵磊，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一九研究所，
类型：新型
国别省市：湖北;42