本发明专利技术公开了一种用于水下工频电磁场强度测量的自航装置和方法，包括：将铁磁性材料的自航装置下潜到指定海域不同深度自主航行，使用工频电磁场探测传感器采集不同深度下工频电磁场扰动信号，将不同深度下铁磁性自航装置采集的工频电磁场扰动信号和从数据库中提取的工频电磁场背景信号进行傅里叶变换，得到不同深度下铁磁性自航装置采集到的工频电磁场扰动信号强度和工频电磁场背景信号强度，将铁磁性自航装置采集到的工频电磁场扰动信号强度减去工频电磁场背景信号强度，得到铁磁性自航装置自身产生的工频电磁场扰动信号强度。本发明专利技术能够获取铁磁性自航装置自身产生的工频电磁场扰动信号强度，为水下铁磁性目标探测提供数据支撑。提供数据支撑。提供数据支撑。
【技术实现步骤摘要】
一种用于水下工频电磁场强度测量的自航装置和方法
[0001]本专利技术属于非声学的水下探测和多维信号处理技术的交叉领域，更具体地，涉及一种用于水下工频电磁场强度测量的自航装置和方法。
技术介绍
[0002]在经济全球化的新形势背景下，全球贸易往来极为密切，世界各国，尤其我国的进出口总量呈现较快的增长速度，船舶运输以自身巨大的货运量以及高效的货物保障被全球企业商家所青睐。因此，船舶制造企业的造船数量和船舶吨位逐年增长。船舶在航行过程中的安全问题一直是人们关注的焦点。
[0003]沉船目标和战争遗留下的水雷等铁磁性物体是海洋勘探中广泛研究的对象。对失事沉船的打捞和水雷探测需要对其进行精确的定位，同时水下沉船和水雷也是影响海洋通航环境的重要要素。同时，水下潜航器与水下机器人活动范围的日益增大，两者也成为了影响海洋通航的重要因素。船舶航行时对沉船、水下潜航器等水下铁磁性目标的探测尤为重要。
[0004]传统的水下目标探测手段通常是采用声呐探测方式，通过接收被探测对象的声呐回波来感知目标的方位。利用声呐探测沉船等水下目标存在着一些问题，沉船往往会受到海洋泥沙的覆盖，而声呐手段很容易受到海底起伏地形的干扰，从而带来较大的检测虚警。同时，声学探测要布置大量的探测阵列，耗费巨大，也极易受到海洋背景噪声的干扰。声学探测手段已经很难远距离、大范围探测隐蔽于海洋背景噪声下的水下目标，无法满足我国广阔海域的探测需求，因此亟需发展新的非声遥感探测手段来探测水下目标。
[0005]另一方面，可以采用输电网络产生的工频电磁场对水下铁磁性目标进行探测。工频电磁场在海水中衰减较小，可穿透海水并作用于铁磁性障碍物，在局部产生了二次感应电磁场，并对工频电磁场信号产生干扰，通过获取水下工频电磁场分布，并分析水下工频电磁场的异常，实现对水下铁磁性目标的探测。然而在当前的科学研究领域，对于水下工频电磁波的背景数据极其缺乏，同时也缺少一种可以用于水下工频电磁场数据测量的装置。进一步地，水下铁磁性目标运动时，其自身的工频电磁扰动信号数据也是缺乏的。
[0006]综上，现有技术虽然可以实现对水下铁磁性目标进行探测，但是实际应用中缺乏用于水下工频电磁场强度测量的自航装置以及测量方法，因此，提供一种用于水下工频电磁场强度测量的自航装置和方法成为了非声学的水下探测领域的当务之急。
技术实现思路
[0007]针对现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种用于水下工频电磁场强度测量的自航装置和方法，解决了现有技术缺乏水下工频电磁场测量的自航装置以及测量方法的技术问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于水下工频电磁场强度测量的自航装置，包括：所述控制模块包括：遥控器、控制器和驱动模块；所述遥控器用于向控制器下发航行
指令；所述控制器将接收到的所述航行指令下发给驱动模块；所述驱动模块将接收到的所述航行指令下发给推进模块；
[0009]所述推进模块包括：推进电机和螺旋桨；所述推进电机执行接收到的所述航行指令并驱动所述螺旋桨运行；所述螺旋桨在推进电机作用下使自航装置在水下自主航行。
[0010]在一个可选的实施例中，还包括外壳，所述外壳由艏部、艇身和艉部组成，所述艇身由若干个圆桶型结构组成，每个圆桶型结构包含一个进水阀和一个出水阀。
[0011]在一个可选的实施例中，所述外壳为非铁磁性材料。
[0012]在一个可选的实施例中，所述外壳为铁磁性材料。
[0013]在一个可选的实施例中，所述外壳内部安装有惯导和GPS仪器，用于记录自航装置的位置和运行姿态。
[0014]在一个可选的实施例中，所述外壳的艏部、艇身、艉部均安装有工频电磁场探测传感器和数据记录设备，所述工频电磁场探测传感器用于测量水下工频电磁场信号，所述数据记录设备用于保存所述水下工频电磁场信号。
[0015]在一个可选的实施例中，所述工频电磁场探测传感器包括：两个磁通门传感器、一个感应式传感器、一个数据采集卡、一个迷你主机以及直流电源。
[0016]另一方面，本专利技术提供了一种用于水下工频电磁场强度测量的方法，包括如下步骤：
[0017](1)将外壳材料为铁磁性材料的自航装置下潜到指定海域不同深度自主航行，使用工频电磁场传感器测量工频电磁场扰动信号，并将测量数据保存在数据记录设备中；
[0018](2)从数据库中获取指定海域不同深度的工频电磁场背景信号，将获取的不同深度的工频电磁场背景信号和工频电磁场扰动信号进行傅里叶变换，得到不同深度下工频电磁场背景信号强度和铁磁性材料自航装置产生的工频电磁场扰动信号强度，将铁磁性自航装置产生的工频电磁场扰动信号强度减去工频电磁场背景信号强度，得到不同深度下铁磁性自航装置自身产生的工频电磁场扰动信号强度。
[0019]在一个可选的实施例中，所述步骤(2)中获取指定海域不同深度的工频电磁场背景信号，具体为：
[0020]使用非铁磁性材料自航装置下潜到指定海域不同深度保持自主航行，使用工频电磁场传感器测量不同深度下工频电磁场背景信号，并将测量数据保存在数据记录设备中，将自航装置上浮，将数据记录设备中保存的测量数据保存在数据库中。
[0021]在一个可选的实施例中，所述步骤(1)中将所述自航装置下潜到指定海域自主航行，具体为：
[0022]在自航装置的控制模块中加载指定海域的下潜航行图，自航装置根据所述下潜航行图自主航行。
[0023]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0024]本专利技术提供了一种用于水下工频电磁场强度测量的自航装置和方法，将铁磁性材料的自航装置下潜到指定海域不同深度自主航行，使用工频电磁场探测传感器采集不同深度下工频电磁场扰动信号，将不同深度下铁磁性自航装置采集的工频电磁场扰动信号和从数据库中提取的工频电磁场背景信号进行傅里叶变换，得到不同深度下铁磁性自航装置采
集到的扰动信号强度和工频电磁场背景信号强度，将铁磁性自航装置采集到的工频电磁场扰动信号强度减去工频电磁场背景信号强度，得到铁磁性自航装置自身产生的工频电磁场扰动信号强度。
[0025]本专利技术通过获取自航装置自身产生的扰动信号强度，为水下铁磁性目标探测提供数据支撑。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例1提供的控制模块实物图；
[0027]图2为本专利技术实施例1提供的推进模块实物图；
[0028]图3为本专利技术实施例1提供的自航装置非铁磁性材料构成的外壳实物图；
[0029]图4为本专利技术实施例1提供的自航装置铁磁性材料构成的外壳示意图；
[0030]图5为本专利技术实施例1提供的磁通门传感器安装位置示意图；
[0031]图6为本专利技术实施例1提供的自航装置在指定海域的下潜航行图；
[0032]图7为本专利技术实施例1提供的用于水下工频电磁场强度测量的方法的流程图；
[0033]图8为本专利技术实施例1提供的非铁磁性自航装置静止状态下的工频电磁场强度图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于水下工频电磁场强度测量的自航装置，其特征在于，包括：控制模块和推进模块；所述控制模块包括：遥控器、控制器和驱动模块；所述遥控器用于向控制器下发航行指令；所述控制器将接收到的所述航行指令下发给驱动模块；所述驱动模块将接收到的所述航行指令下发给推进模块；所述推进模块包括：推进电机和螺旋桨；所述推进电机执行接收到的所述航行指令并驱动所述螺旋桨运行；所述螺旋桨在推进电机作用下使自航装置在水下自主航行。2.如权利要求1所述的自航装置，其特征在于，还包括外壳，所述外壳由艏部、艇身和艉部组成，所述艇身由若干个圆桶型结构组成，每个圆桶型结构包含一个进水阀和一个出水阀。3.如权利要求2所述的自航装置，其特征在于，所述外壳为非铁磁性材料。4.如权利要求2所述的自航装置，其特征在于，所述外壳为铁磁性材料。5.如权利要求2
‑
4任一项所述的自航装置，其特征在于，所述外壳内部安装有惯导和GPS仪器，用于记录自航装置的位置和运行姿态。6.如权利要求2
‑
5任一项所述的自航装置，其特征在于，所述外壳的艏部、艇身、艉部均安装有工频电磁场探测传感器和数据记录设备，所述工频电磁场探测传感器用于测量水下工频电磁场信号，所述数据记录设备用于保存所述水下工频电磁场信号。7.如权利要求6所述的自航装置，其特征在于，所述工频电磁场探测传感器包括：两个磁通门传感器、一个感应式传感器、一个数据采集卡、一个迷...
【专利技术属性】
技术研发人员：张天序，徐国华，田斌，洪汉玉，杨晓非，欧阳君，杨成，张庆辉，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。