一种蛙人和水下航行器检测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种蛙人和水下航行器检测系统，该系统采用在锚系的水下系留平台上安装探测声纳及各种传感器的工作方式，对大深度、开阔水域的蛙人和水下航行体进行检测。所述的系统主要包括探测声纳、云台、平台控制舱、声信标、承力复合缆、系留平台、压力传感器、表面声速传感器、姿态传感器、声基阵、锚等，探测声纳通过云台与系留平台联结，辅以姿态传感器、压力传感器、表面声速传感器的数据校正，结合声信标的实时定位，并通过控制系留平台的承力复合缆升降使探测声纳工作在设定的最佳深度。本实用新型专利技术适用于水下安防、水下监控等领域的应用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种蛙人和水下航行器检测系统和方法。
技术介绍
“9. 11”事件后，世界安全形势发生了深刻的变化，防范恐怖袭击和敌对势力的侵袭成为军事目标重点，各国对空中、陆上袭击方面，各种先进技术手段的采用，大大提升了整体防御水平。然而，水下防御水平的滞后，使该区域成为全世界的软肋。据有关资料报道表明，一些极端恐怖分子就曾想利用蛙人在英国著名游艇经过的航道上布放水雷武器以炸毁游艇；也有恐怖分子想在蛙人身上捆炸弹，通过潜水上船的自杀式方式来炸毁轮船；还有恐怖分子利用蛙人携带小型炸弹炸毁停靠在港口的军舰。所有这些计划活动都给国际社会造成了恐慌和不安。因此，世界上很多国家都将反水下蛙人作为水下反恐的重点。恐怖主义袭击具有鲜明的“非对称性”特点，利用蛙人、蛙人运载器等小型武器，就可以造成巨大的生命和财产损失。20世纪80年代在安哥拉发生了 “蛙人”炸毁两艘前苏联舰艇事件。1995年斯里兰卡泰米尔猛虎组织的蛙人进行水下自杀式爆炸，使斯里兰卡海军损失多艘舰船。2000年10月，美国驱逐舰“科尔”号在也门亚丁港受到水下攻击，导致17名海军水兵死亡，39人受伤，舰体严重受损。2004年3月，哈马斯蛙人从海上攻击了以色列海滨哨所。2008年5月10日，猛虎组织水下蛙人炸沉斯里兰卡海军运输船。几年前美国还发现了“基地”组织进行蛙人水下恐怖袭击培训的证据。恐怖分子不仅可以使用装满炸药的小型快艇进行水面突然攻击，也可以使用武装蛙人、运载器蛙人或微型潜艇对重要港口、航道、水坝、海上钻井平台等重要高价值目标进行水下隐蔽攻击。对付蛙人、水下航行体等水下目标最可靠而有效的方式是事先探测它们何时来，从什么方向侵入，在什么位置，以便采取必要的应对措施。通常情况下，在浅水区，可以通过在座底安装声纳和各类传感器，然后将底座布放到水底来进行探测，但是当监控水域达到一定深度时，各种传感器无法使用，座底安装的方式就不可行了，因此需要采用其它手段来解决蛙人和水下航行体等水下目标的检测问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术提供一种蛙人和水下航行器的检测系统，通过该系统能够在较深的开放水域检测蛙人和水下航行体等水下目标。该包括探测声纳、云台、平台控制舱、声信标、承力复合缆、系留平台、声基阵和锚；其中探测声纳通过云台安装在系留平台上；平台控制舱位于系留平台内部，探测声纳和所有传感器的信号均接入平台控制舱；声信标安装在系留平台的底部，声信标与布放在水底的声基阵配合使用，声基阵通过电缆与岸基站通信；系留平台通过承力复合缆与布放在水底的锚连接；同时承力复合缆的两端分别与平台控制舱和岸基站连接。该系统进一步包括压力传感器、表面声速传感器和姿态传感器；所述表面声速传感器安装在系留平台的外表面；姿态传感器安装在云台上；压力传感器安装在系留平台上。有益效果(I)本技术中探测声纳和所有传感器均安装在系留平台上，系留平台在水底的位置可根据需求进行可靠调节置可调，从而保证该系统能够在大水深、开阔水域中对蛙人和水下航行体等水下目标进行检测。(2)通过承力复合缆的收放调节系留平台在水下的深度，可确保探测声纳工作在设定深度，不至于因水位上涨而使探测声纳和所有传感器超过最大使用水深的要求。(3)探测声纳在布放到水中之后，可以同时监控以探测声纳为中心，在有效探测范围内进入探测区域的蛙人和水下航行体等多个水下目标，包括目标的方位、距离、速度、运动轨迹等信息。(4)本技术所述的系统不但可以单独开展水下检测，也可扩展多套系统组网工作，形成更大的检测区域，对重要河道、港口等水域可以实现水下目标全水域无盲区检测。附图说明图1是本技术系统工作示意图。其中1-探测声纳，2_ 5■台，3_平台控制舱,4_声信标,5_承力复合缆,6_系留平台，7-压力传感器，8-表面声速传感器，9-姿态传感器，10-声基阵，11-锚具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明。如图1所示，本技术的蛙人和水下航行器等水下目标的检测系统，包括探测声纳1、云台2、平台控制舱3、声信标4、承力复合缆5、系留平台6、压力传感器7、表面声速传感器8、姿态传感器9、声基阵10和锚11。其中系留平台6为探测声纳1、云台2、平台控制舱3、声信标4和上述所有传感器提供稳定的安装平台，系留平台6及其搭载设备均通过系留平台6自身的重力提供足够的正浮力。平台控制舱3位于系留平台6内部，探测声纳I和所有传感器的信号均接入平台控制舱3。平台控制舱3为探测声纳1、云台2和上述所有传感器提供数据采集、数据交换和电源转换的平台；平台控制舱3内安装有光电转换模块、电源转换模块、控制模块、数据采集和处理模块等，平台控制舱3对上述所有模块提供水密保护。探测声纳I和姿态传感器9通过云台2安装在系留平台6上，探测声纳I用于检测蛙人和水下航行体等水下目标的方位、距离、速度、运动轨迹等信息。云台2用于调节探测声纳I的姿态；姿态传感器9用于检测探测声纳I在水中的姿态，并将检测到的姿态信息发送给平台控制舱3。当姿态传感器9检测到因其它因素的影响造成探测声纳I在水下的姿态出现偏斜时，平台控制舱3控制云台2转动，调整声纳头使探测声纳I处于最佳工作姿态。压力传感器7安装在系留平台6上，压力传感器7通过检测由不同季节水位变化引起系留平台6深度的变化信息，从而来调整系留平台6的布放深度，确保探测声纳I工作在设定的深度。表面声速传感器8安装在系留平台6的外表面，表面声速传感器8用于测量探测声纳I附近的剖面声速值，通过测得的剖面声速值修正声纳测量误差，提高探测声纳I的目标探测精度。因为水温和水深的变化会引起声波传播速度的变化，造成水中的声波传播路径弯曲，如不加修正，声纳I的探测结果会发生偏差。声信标4安装在系留平台6的底部，声信标4与布放在水底的声基阵10配合使用，声基阵10通过电缆直接与岸基站通信。声信标4通过给水底已知位置的声基阵10持续发送应答信号，确定自身的实时位置，从而确定探测声纳I的实时位置。通过声信标4和声基阵9给探测声纳I定位，可以补偿系留平台6在水中摆动造成的位置变化。系留平台6通过承力复合缆5与布放在水底的锚11连接。同时承力复合缆5的两端分别与平台控制舱3和岸基站连接。承力复合缆5承受系留平台6和锚11之间的拉力，同时通过承力复合缆5的收放调节系留平台6在水下的深度，确保探测声纳I工作在设定深度，不至于因水位上涨而使探测声纳I等搭载设备超过最大使用水深的要求；承力复合缆5实现岸基站与平台控制舱3之间的通信和控制。岸基站通过承力复合缆5给平台控制舱3中的电源转换模块提供一次电源，电源转换模块将一次电源转换为二次电源给系留平台6上的探测声纳1、传感器等各种设备供电；同时平台控制舱3将接收到的探测声纳I和所有传感器的信息通过承力复合缆5发送给岸基站。该系统的工作原理将系留平台6布放到水中之后，岸基站通过控制承力复合缆5的收放调节系留平台6在水下的深度，确保探测声纳I工作在设定深度。岸基站通过平台控制舱3发送来的压力传感器7的信息实时调整系留平台6的布放深度；岸基站通过平台控制舱3发送来的表面声速传感器8的信息实时调整探测声纳I的探测距离，以提高探测声纳I的目标探测精度。岸基站通过平台控制舱3发送来的姿态传感器9的信息，控制云台本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蛙人和水下航行器检测系统，其特征在于，包括探测声纳（1）、云台（2）、平台控制舱（3）、声信标（4）、承力复合缆（5）、系留平台（6）、声基阵（10）和锚（11）；其中探测声纳（1）通过云台（2）安装在系留平台（6）上；平台控制舱（3）位于系留平台（6）内部，探测声纳（1）和所有传感器的信号均接入平台控制舱（3）；声信标（4）安装在系留平台（6）的底部，声信标（4）与布放在水底的声基阵（10）配合使用，声基阵（10）通过电缆与岸基站通信；系留平台（6）通过承力复合缆（5）与布放在水底的锚（11）连接；同时承力复合缆（5）的两端分别与平台控制舱（3）和岸基站连接。

【技术特征摘要】
1.一种蛙人和水下航行器检测系统，其特征在于，包括探测声纳(I)、云台(2)、平台控制舱(3)、声信标(4)、承力复合缆(5)、系留平台(6)、声基阵(10)和锚(11)； 其中探测声纳(I)通过云台(2)安装在系留平台(6)上；平台控制舱(3)位于系留平台(6)内部，探测声纳(I)和所有传感器的信号均接入平台控制舱(3);声信标(4)安装在系留平台(6)的底部，声信标(4)与布放在水底的声基阵(10)配合使用，声...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈孟君，仝志永，曹仲，高频，李朝晖，易媛媛，谌启伟，刘栋，张晋斌，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一〇研究所，
类型：实用新型
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