一种舰艇辐射空间声场便捷测量系统及其测量方法技术方案

本发明专利技术公开了一种舰艇辐射空间声场测量系统及其测量方法，包括：五个水听器组件、导航仪、数据采集仪及显控设备；每个水听器组件内均设有水听器；五个水听器组件的水听器均与数据采集仪的输入端电性连接，数据采集仪的输出端与显控设备电性连接；五个水听器组件成直线排布；导航仪安装在位于中间的水听器组件的水听器正上方，用于发射导航信号引导舰艇沿直线的主航线A航行；五个水听器分别用于测量舰艇发出辐射噪声的声信号，并将声信号转换成电信号；数据采集仪采集到五个水听器的电信号后，将电信号转发给显控设备，显控设备对电信号进行解算；本发明专利技术只需1个航次即可实现对舰艇在等间隔分布的12个方位角的辐射空间声场测量。等间隔分布的12个方位角的辐射空间声场测量。等间隔分布的12个方位角的辐射空间声场测量。

【技术实现步骤摘要】
一种舰艇辐射空间声场便捷测量系统及其测量方法


[0001]本专利技术属于舰艇辐射噪声测量
，具体涉及一种舰艇辐射空间声场测量系统及其测量方法。

技术介绍

[0002]舰艇辐射声场是其隐蔽性的重要指标之一，用以评价舰艇招致敌方声纳探测和水中兵器攻击的危险性。作为声源的舰艇向外辐射噪声是具有方向特性的，即辐射噪声的能量在空间分布是不均匀的，声源级与观测点的方向有关。准确掌握舰艇辐射噪声水平指向性，对于规避敌方声纳探测和水中兵器攻击，具有非常重要的指导意义。
[0003]由于舰艇辐射噪声指向性测量难度较大，传统的测量方法对舰艇的机动方式要求相当高。传统的测量方法通常配备有导航基阵和测量基阵，舰艇通过导航基阵牵引，以不同的航向通过测量基阵，可以得到舰艇辐射噪声在水平面上不同方位的噪声级，即辐射噪声水平指向性。假定将水平面按30
°
的间隔划分成12个方位，则测量舰艇12个方位角的噪声级，要求舰艇通过导航基阵牵引机动12次通过测量基阵。改进方案通过改进测量系统并优化舰艇机动方式，可将舰艇机动航次减少为5次，改方案对舰艇的机动方式要求仍然高。
[0004]上述舰艇辐射空间声场测量方法不仅对舰艇的机动方式要求高，而且机动次数多，耗费大量的动力能源费用。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种舰艇辐射空间声场测量系统及其测量方法，采用该测量系统及测量方法，只需1个航次即可实现对舰艇在等间隔分布的12个方位角的辐射空间声场测量。
[0006]本专利技术是通过下述技术方案实现的：
[0007]一种舰艇辐射空间声场测量系统，包括：五个水听器组件、导航仪、数据采集仪及显控设备；
[0008]每个水听器组件内均设有水听器；五个水听器组件的水听器均与数据采集仪的输入端电性连接，数据采集仪的输出端与显控设备电性连接；
[0009]五个水听器组件成直线排布，令五个水听器组件顺序为第一水听器组件、第二水听器组件、第三水听器组件、第四水听器组件及第五水听器组件；其中，第一水听器组件与第二水听器组件、第四水听器组件与第五水听器组件之间的间距均为L，第二水听器组件与第三水听器组件、第三水听器组件与第四水听器组件之间的间距均为2L；
[0010]所述导航仪安装在第三水听器组件的水听器正上方，用于发射导航信号引导舰艇沿直线的主航线A航行；所述主航线A与五个水听器组件所在的直线垂直；所述主航线A上设有五个等间距布置的方位角解算点，顺序为P1、P2、P3、P4、P5；其中，P3位于第三水听器组件的正下方；相邻两个方位角解算点之间的距离为所述舰艇沿主航线A依次通过方位角解算点P1、P2、P3、P4、P5时，五个方位角解算点能够覆盖舰艇等间隔划分的12个方位角；五个水
听器分别用于测量舰艇发出辐射噪声的声信号，并将所述声信号转换成电信号；所述数据采集仪采集到五个水听器的电信号后，将所述电信号转发给显控设备，所述显控设备对所述电信号进行解算，将所述电信号的辐射噪声的声压级折算至1米处，以极坐标的形式表示出来，即可得到舰艇的辐射空间声场示意图，完成舰艇在12个方向的空间声场测量。
[0011]进一步的，所述测量系统还包括测距仪；所述测距仪安装在第三水听器组件的水听器正下方，用于记录其本身与所述舰艇的距离信息，并将所述距离信息发送给数据采集仪。
[0012]进一步的，所述测量系统还包括测量船；所述数据采集仪和显控设备均安装在所述测量船上。
[0013]进一步的，所述水听器组件还包括：配重、缆绳及浮球；所述浮球、水听器和配重通过缆绳从上到下顺序串联，且所述缆绳处于竖直状态。
[0014]进一步的，L的取值范围为10米～20米。
[0015]进一步的，所述主航线A位于第三水听器组件的水听器正下方5米～10米。
[0016]进一步的，令第一水听器组件的水听器为水听器一；第二水听器组件的水听器为水听器二；第三水听器组件的水听器为水听器三；第四水听器组件的水听器为水听器四；第五水听器组件的水听器为水听器五；
[0017]则方位角解算点P1覆盖0
°
和
±
30
°
共3个方位角，即舰艇在方位角解算点P1时，所述舰艇与水听器三的夹角为0
°
，舰艇与水听器二的夹角为30
°
，舰艇与水听器四的夹角为
‑
30
°
；
[0018]方位角解算点P2覆盖
±
60
°
共2个方位角，即舰艇在方位角解算点P2时，舰艇与水听器一的夹角为60
°
，舰艇与水听器四的夹角为
‑
60
°
；
[0019]方位角解算点P3覆盖
±
90
°
共2个方位角，即舰艇在方位角解算点P3时，舰艇与水听器一的夹角为90
°
，舰艇与水听器四的夹角为
‑
90
°
；
[0020]方位角解算点P4覆盖
±
120
°
共2个方位角，即舰艇在方位角解算点P4时，舰艇与水听器一的夹角为120
°
，舰艇与水听器四的夹角为
‑
120
°
；
[0021]方位角解算点P5覆盖
±
150
°
和180
°
共3个方位角，即舰艇在方位角解算点P5时，舰艇与水听器二的夹角为150
°
，舰艇与水听器四的夹角为
‑
150
°
；所述舰艇与水听器三的夹角为180
°
。
[0022]一种舰艇辐射空间声场测量系统的测量方法，具体步骤如下：
[0023]步骤一，舰艇机动至主航线A的设定位置后，开启导航仪，舰艇在导航信号的引导下，沿主航线A保持直线航行通过导航仪下方，同时开启数据采集仪；
[0024]步骤二，在舰艇沿主航线A的运动过程中，五个水听器测量得到舰艇通过方位角解算点P1、P2、P3、P4、P5时的辐射噪声的声信号；
[0025]步骤三，通过显控设备计算舰艇与五个水听器在上述五个方位角解算点对应的12个方位角下的辐射噪声级，并折算至1米处，以极坐标的形式显示出来，得到舰艇空间声场指向性图。
[0026]进一步的，所述测量系统还包括测距仪；测距仪实时记录舰艇与测距仪的距离；
[0027]由于舰艇沿主航线A运动的过程中，会发生偏移，舰艇的实际航行轨迹为主航线A
’
，因此，采用主航线A
’
替换主航线A；根据数据采集仪采集到的测距仪的实时数据、水听器
的深度及舰艇本身发出的深度和航速信息，在显控设备上可计算得到舰艇的主航线A
’
；在主航线A
’
上重新标记方位角解算点P1、方位角解算点P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种舰艇辐射空间声场测量系统，其特征在于，包括：五个水听器组件、导航仪、数据采集仪及显控设备；每个水听器组件内均设有水听器；五个水听器组件的水听器均与数据采集仪的输入端电性连接，数据采集仪的输出端与显控设备电性连接；五个水听器组件成直线排布，令五个水听器组件顺序为第一水听器组件、第二水听器组件、第三水听器组件、第四水听器组件及第五水听器组件；其中，第一水听器组件与第二水听器组件、第四水听器组件与第五水听器组件之间的间距均为L，第二水听器组件与第三水听器组件、第三水听器组件与第四水听器组件之间的间距均为2L；所述导航仪安装在第三水听器组件的水听器正上方，用于发射导航信号引导舰艇沿直线的主航线A航行；所述主航线A与五个水听器组件所在的直线垂直；所述主航线A上设有五个等间距布置的方位角解算点，顺序为P1、P2、P3、P4、P5；其中，P3位于第三水听器组件的正下方；相邻两个方位角解算点之间的距离为所述舰艇沿主航线A依次通过方位角解算点P1、P2、P3、P4、P5时，五个方位角解算点能够覆盖舰艇等间隔划分的12个方位角；五个水听器分别用于测量舰艇发出辐射噪声的声信号，并将所述声信号转换成电信号；所述数据采集仪采集到五个水听器的电信号后，将所述电信号转发给显控设备，所述显控设备对所述电信号进行解算，将所述电信号的辐射噪声的声压级折算至1米处，以极坐标的形式表示出来，即可得到舰艇的辐射空间声场示意图，完成舰艇在12个方向的空间声场测量。2.如权利要求1所述的一种舰艇辐射空间声场测量系统，其特征在于，所述测量系统还包括测距仪；所述测距仪安装在第三水听器组件的水听器正下方，用于记录其本身与所述舰艇的距离信息，并将所述距离信息发送给数据采集仪。3.如权利要求1所述的一种舰艇辐射空间声场测量系统，其特征在于，所述测量系统还包括测量船；所述数据采集仪和显控设备均安装在所述测量船上。4.如权利要求1所述的一种舰艇辐射空间声场测量系统，其特征在于，所述水听器组件还包括：配重、缆绳及浮球；所述浮球、水听器和配重通过缆绳从上到下顺序串联，且所述缆绳处于竖直状态。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的一种舰艇辐射空间声场测量系统，其特征在于，L的取值范围为10米～20米。6.如权利要求1
‑
4任一项所述的一种舰艇辐射空间声场测量系统，其特征在于，所述主航线A位于第三水听器组件的水听器正下方5米～10米。7.如权利要求1
‑
4任一项所述的一种舰艇辐射空间声场测量系统，其特征在于，令第一水听器组件的水听器为水听器一；第二水听器组件的水听器为水听器二；第三水听器组件的水听器为水听器三；第四水听器组件的水听器为水听器四；第五水听器组件的水听器为水听器五；则方位角解算点P1覆盖0
°
和
±
30
°
共3个方位角，即舰艇在方位角解算点P1时，所述舰艇与水听器三的夹角为0
°
，舰艇与水听器二的夹角为3...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎雪刚，邓海华，汪利，钱大帅，李红钢，郑国垠，华如南，朱杰，
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：发明
国别省市：