一种水下无动力目标分布式定位测试系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种水下无动力目标分布式定位测试系统，包括：水面BD定位差分系统、水下声学定位分系统和软件综合系统。水面BD定位差分系统，包括：全天候RTK定位基站和定位分站；水下声学定位分系统，包括：信号源、功率放大器、声源、水听器阵和模型姿态检测计算机及配套附件；软件综合系统，包括：第一子程序模块、第二子程序模块和信息接收模块。本发明专利技术技术方案，在开放水域环境中，针对水下无动力目标的至少包括方位、距离、水下姿态角度进行实时更新、采集，能够解决测试系统数据采集实时性比较差的问题，减少无效测试数据、提高数据准确度及可信度。准确度及可信度。准确度及可信度。

【技术实现步骤摘要】
一种水下无动力目标分布式定位测试系统


[0001]本专利技术属于水下无动力目标定位姿态探测
，特别涉及一种水下无动力目标分布式定位测试系统。

技术介绍

[0002]目前，水声工程领域对于外场测试环境中水下目标的定位技术主要有惯导定位、短、中、长基线定位。其中，惯导定位的定位信息经过积分产生，适用于移动目标，定位误差随时间而增大，存在累计误差，并且每次使用之前需要较长的初始对准时间，设备价格昂贵的同时还不能给出时间信息；短、中、长基线定位虽然定位精度较高，但是不能进行全角度定位，位置数据更新率低，布放、校准以及回收时间过长且作业过程很复杂，基元位置固定，一旦固定则无法变更，存在目标等效基线长度过小的角度(艏部、艉部方向)，全角度定位精度难以保证，水下定位难以实现收发分置。
[0003]外场实验受外部天气、风浪、试验平台布置范围影响，水下目标分布位置及姿态会反复波动，水下目标的姿态信息无法实时更新且数据采集实时性比较差，会产生大量无效测试数据、导致数据准确度及可信度偏低，且受到信号辐射范围影响，各平台无法分隔太远；大部分定位系统仅针对收发合置定位信息的采集，对收发分置定位信息也少有涉及。
[0004]因此，如何提供一种水下无动力目标分布式定位测试系统，在开放水域环境中，针对水下无动力目标的至少包括方位、距离、水下姿态角度进行实时更新、采集，解决测试系统数据采集实时性比较差的问题，减少无效测试数据、提高数据准确度及可信度，已经成为一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种水下无动力目标分布式定位测试系统，在开放水域环境中，针对水下无动力目标的至少包括方位、距离、水下姿态角度进行实时更新、采集，能够解决测试系统数据采集实时性比较差的问题，实现多个测点位置对同一水下目标的相对位置定位，减少无效测试数据、提高数据准确度及可信度。
[0006]本专利技术实施例中，提供一种水下无动力目标分布式定位测试系统，包括：水面BD定位差分系统、水下声学定位分系统和软件综合系统。
[0007]所述水面BD定位差分系统，包括：全天候RTK定位基站和定位分站；其中，所述全天候RTK定位基站，用于为所述定位分站提供RTK定位数据远程数据通讯，包括：BD天线、射频天线、BD基站、太阳能电池组、锂电池组、基站支架及配套附件；所述定位分站，包括：BD天线、射频天线、太阳能电池组、锂电池组及配套附件和BD分站；所述定位分站在以所述RTK定位基站为中心的信号辐射范围内分布，并在此范围内实现RTK定位服务、远程数据通讯服务及时钟同步服务；
[0008]所述水下声学定位分系统，包括：信号源、功率放大器、声源、水听器阵和模型姿态检测计算机及配套附件；
[0009]所述软件综合系统，包括：第一子程序模块、第二子程序模块和信息接收模块；所述第一子程序模块，用于将所述水面BD定位差分系统接收的各分站经纬度信息转换为各分站间距离、相互间角度关系；所述第二子程序模块，用于将所述水下声学定位分系统接收的声源信息转换为距离、角度信息的子程序模块；所述信息收集模块，用于收集所述第一子程序模块信息和所述第二子程序模块信息。
[0010]进一步地，所述声源为高频声源，所述水听器阵为分别固定在目标的艏部、艉部以及两舷侧的4路水听器，用于接收高频声源信号从而实现姿态定位，所述模型姿态检测计算机及配套附件选择NI服务器。
[0011]进一步地，所述第二子程序模块根据所述四路水听器接收高频定位声源的时刻不同，将时间信息转换为距离信息和角度信息，对所述水下目标进行姿态定位。
[0012]进一步地，所述四路水听器接收高频声波，折算出对应的声程，即端点至高频声源中心的距离，所述测试系统换算出入射角。
[0013]进一步地，所述定位分站分别与声源平台声源、采集信号采集平台采集设备以及模型平台定位设备相连，实现信号同步触发、采集功能，即多基同步功能。
[0014]进一步地，在外场测试时，待测目标平台位置设置至少两台定位分站，所述BD天线紧挨所述声源。
[0015]进一步地，所述信息收集模块能够保存时间信息，将定位分站的经纬度信息和所述水下声学定位分系统的定位信息记录下来，将第一子程序模块和第二子程序模块处理过的定位信息保存；所述信息收集模块能够实现采集计数功能，当存储数据时要求目标实际入射角应包含在设定入射角偏差要求2.5
°
的范围以内，对存储的数据量进行计数。
[0016]进一步地，所述信息收集模块按照“记录时间”、“采集计数”、“原始数据”、“计算结果”的顺序记录。
[0017]本专利技术所带来的有益效果如下：
[0018]从上述方案可以看出，本专利技术实施例提供一种水下无动力目标分布式定位测试系统，包括：水面BD定位差分系统、水下声学定位分系统和软件综合系统。水面BD定位差分系统，包括：全天候RTK定位基站和定位分站；水下声学定位分系统，包括：信号源、功率放大器、声源、水听器阵和模型姿态检测计算机及配套附件；软件综合系统，包括：第一子程序模块、第二子程序模块和信息接收模块。本专利技术技术方案，在开放水域环境中，针对水下无动力目标的至少包括方位、距离、水下姿态角度进行实时更新、采集，能够解决测试系统数据采集实时性比较差的问题，减少无效测试数据、提高数据准确度及可信度。
附图说明
[0019]图1表示本专利技术实施例的一种水下无动力目标分布式定位测试系统示意图；
[0020]图2表示本专利技术实施例的一种水下无动力目标分布式定位测试系统的BD定位差分系统示意图；
[0021]图3表示本专利技术实施例的一种水下无动力目标分布式定位测试系统的水下声学位分系统示意图；
[0022]图4表示本专利技术实施例的一种水下无动力目标分布式定位测试系统的入射角判定原理示意图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]本专利技术实施例中，一中水下无动力目标分布式测试系统，包括水面BD定位差分系统、水下声学定位分系统及其它配套附件组成全天候分布式测试系统。通过RTK技术确定各分站平台的经纬度定位信息，信号辐射半径为5km，大大增加了试验平台的分布距离，解决了平台只能布置间隔较短的难题，在提高水面设备分布精度的同时，也通过时间同步信号提高数据采集的实时性。
[0025]分配定位声源，通过设置水下无动力目标“十字形”水听器阵来采集定位声波信息，由于定位声源信号的发射周期时长较短，定位水听器实时传输的信息可以反映水下无动力目标的实时姿态、角度信息。通过两大系统的组合，从而达到减少无效测试数据、提高数据的准确度及可信度的目的。
[0026]如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下无动力目标分布式定位测试系统，其特征在于，所述测试系统，包括：水面BD定位差分系统、水下声学定位分系统和软件综合系统；所述水面BD定位差分系统，包括：全天候RTK定位基站和定位分站；其中，所述全天候RTK定位基站，用于为所述定位分站提供RTK定位数据远程数据通讯，包括：BD天线、射频天线、BD基站、太阳能电池组、锂电池组、基站支架及配套附件；所述定位分站，包括：BD天线、射频天线、太阳能电池组、锂电池组及配套附件和BD分站；所述定位分站在以所述RTK定位基站为中心的信号辐射范围内分布，并在此范围内实现RTK定位服务、远程数据通讯服务及时钟同步服务；所述水下声学定位分系统，包括：信号源、功率放大器、声源、水听器阵和模型姿态检测计算机及配套附件；所述软件综合系统，包括：第一子程序模块、第二子程序模块和信息接收模块；所述第一子程序模块，用于将所述水面BD定位差分系统接收的各分站经纬度信息转换为各分站间距离、相互间角度关系；所述第二子程序模块，用于将所述水下声学定位分系统接收的声源信息转换为距离、角度信息的子程序模块；所述信息收集模块，用于收集所述第一子程序模块信息和所述第二子程序模块信息。2.根据权利要求1所述的一种水下无动力目标分布式定位测试系统，其特征在于，所述声源为高频声源，所述水听器阵为分别固定在目标的艏部、艉部以及两舷侧的4路水听器，用于接收高频声源信号从而实现姿态定位，所述模型姿态检测计算机及配套附件选择NI服务器。3.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宇安，黄永强，闫孝伟，刘进伟，常鹏善，陈晓芳，李正凯，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：