基于水下目标定位跟踪的无线网络通信系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于水下目标定位跟踪的无线网络通信系统，它包括船载基站、中继站、近处水声浮标阵及远处水声浮标阵；所述近处水声浮标阵通过无线网络与所述船载基站连接形成无线局域网；所述远处水声浮标阵通过无线网络与所述中继站连接形成无线局域网，所述中继站通过一微波传输系统与所述船载基站连接形成微波传输网。还涉及方法，本发明专利技术的通信系统及方法，其网络节点扩展方便，可以根据实际需要增加浮标的数量，同时，借助微波传输系统实现船载基站与浮标的远距离通信，可多区域同时跟踪；此外，设备维护方便，通信可靠性高，可以保证系统对水下目标的实时跟踪。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水下目标定位跟踪技术和无线电通信
，特别涉及一种基于水 下目标定位跟踪的无线网络通信系统及通信方法。
技术介绍
水下目标定位跟踪技术被广泛应用于各种水下目标的定位和跟踪，以及水声对抗 领域。现有的水下目标定位跟踪通信系统，由一个基站加若干个浮标组成简单的无线通信 网，使用自己内部的通信协议，而不是通用的TCP/IP通信协议，网络节点少，扩展不方便， 导致定位跟踪的水下目标有限。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种基于水下目标定 位跟踪的无线网络通信系统及方法。本专利技术解决现有技术问题所采用的技术方案是:一种基于水下目标定位跟踪的无 线网络通信系统，它包括船载基站、中继站、近处水声浮标阵及远处水声浮标阵；所述近处水声浮标阵通过无线网络与所述船载基站连接形成无线局域网；所述远处水声浮标阵通过无线网络与所述中继站连接形成无线局域网，所述中继站通 过一微波传输系统与所述船载基站连接形成微波传输网。优选的，所述近处水声浮标阵/远处水声浮标阵由至少四个浮标组成。优选的，所述近处水声浮标阵与所述船载基站之间通过无线网桥连接，所述远处 水声浮标阵与所述中继站之间通过无线网桥连接，所述无线网桥上的通信接口为网口。优选的，所述无线局域网执行WLAN空中接口标准IEEE802.1lb标准，所述微波传 输网执行WLAN空中接口标准IEEE802.16标准。一种基于无线网络的水下目标定位跟踪通信方法，包括以下步骤:处于同一网段的浮标与船载基站/中继站建立无线网络连接，处于不同网段的中继站 与船载基站通过微波传输系统建立微波传输网络连接；船载基站根据IP地址与对应的浮标进行通信，向对应的浮标下发帧命令；浮标接收所述帧命令，根据帧命令中“帧类型和补码”判断该帧命令的用途，然后执行 所述帧命令；浮标根据IP地址向所述船载基站回传反馈信息。进一步的，所述船载基站根据IP地址与对应的浮标进行通信，向对应的浮标下发 帧命令具体包括步骤:判断当前帧命令中的IP地址与船载基站是否处于同一个网段内；若是，则判断为船载基站与对应的浮标可以直接通信，不需要经过中继站，船载基站直 接将帧命令发送至同一网段内对应的浮标；若不是，则判断为船载基站需要通过中继站才能与对应的浮标通信，船载基站先将帧命令发送至对应网段中的中继站，中继站再将该帧命令转发至同一网段内对应的浮标。进一步的，所述浮标向所述船载基站回传反馈信息具体包括步骤:判断当前反馈信息中的IP地址与浮标是否处于同一个网段内；若是，则判断为浮标与对应的船载基站直接通信，不需要经过中继站，浮标直接将反馈 信息发送至同一网段内的船载基站；若不是，则判断为浮标需要通过中继站才能与对应的船载基站通信，浮标先将反馈信 息发送至同一网段中的中继站，中继站再将该反馈信息转发至对应网段内的船载基站。进一步的，所述船载基站以分时的方式和各个浮标通信，时隙由船载基站进行分 配，每次船载基站只与其中一个浮标进行通信。本专利技术的有益效果是:其一、本专利技术的通信系统及方法，由浮标、中继站和船载基 站组成一个多元的无线网络，其网络节点扩展方便，可以根据实际需要增加浮标的数量， 这样定位和跟踪的水下目标的范围就可以显著增加，实现大范围多个水下目标的跟踪；其 二、无线网络通过微波传输系统可以允许浮标与船载基站距离很远，即借助微波传输系统 实现船载基站与浮标的远距离通信，可多区域同时跟踪；其三、该通信系统及方法除了实现 船载基站与浮标的通信，还实现了船载基站对浮标的遥控，船载基站对整个水下目标定位 跟踪系统的工作状态可以进行控制，同时可以顺利从浮标上得到探测数据回传至基站。此 外，设备维护方便，通信可靠性高，可以保证系统对水下目标的实时跟踪。【附图说明】图1是本专利技术系统实施例的系统框图 图2是本专利技术系统实施例的通信原理图；图3是本专利技术方法的流程图；图4是浮标接收帧命令判定帧类型的流程图；图5是应用本专利技术方法进行水下航行器定位跟踪的效果图；本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。【具体实施方式】以下将结合附图及具体实施例详细说明本专利技术的技术方案，以便更清楚、直观地 理解本专利技术的专利技术实质。参照图1至图2所示，本实施例提供了一种基于水下目标定位跟踪的无线网络通 信系统，它包括船载基站10、中继站30、近处水声浮标阵及远处水声浮标阵；每个近处水声 浮标阵/远处水声浮标阵由至少四个浮标20组成。所述近处水声浮标阵通过无线网络与所 述船载基站10连接形成无线局域网；所述远处水声浮标阵通过无线网络与所述中继站30 连接形成无线局域网，所述中继站30通过一微波传输系统40与所述船载基站10连接形成 微波传输网。具体的，该系统是基于TCP/IP通信协议实现通信的，近处水声浮标阵与所述船载 基站10之间通过无线网桥连接，所述远处水声浮标阵与所述中继站30之间通过无线网桥 连接，无论是无线网桥，还是微波传输系统40，其提供的通信接口均为网口。本系统中，船载 基站10和中继站30相当于服务器，浮标20相当于客户端。通信分为上行和下行，船载基站10至浮标20的通信为下行，浮标20至船载基站10的通信为上行，上下行通信采用一样 的数据帧结构。船载基站10和浮标20组成一个无线局域网，中继站30和浮标20组成的若干个 无线局域网，以及微波传输系统40、船载基站10和中继站30构成的微波传输网。无线局域 网执行WLAN空中接口标准IEEE802.1lb标准，并对信号功率进行放大，所述微波传输网执 行WLAN空中接口标准IEEE802.16标准。上述无线局域网以中继站30或者船载基站10为中心进行组网。微波传输系统40 以分布式方式组网，可以满足全工作区域内的通信覆盖，系统内各节点是对等的，每个节点 与周围节点形成多条链路，并且可以选择其中一条链路来传输本节点或其他节点的信息。 微波传输系统40相邻节点均可进行业务交换，每个业务也可通过其它节点路由到达目地 站点。船载基站10和所有中继站30的通信采用上述微波传输系统40进行。在该通信中， 微波传输系统40提供网口供中继站30和船载基站10接入，微波传输系统40自带有路由 器，采用AODV按需路由方式进行数据传输，中继站30和船载基站10可以处于不同的IP网 段，经过一级中继后浮标20与基站的通信距离可以达到40公里。船载基站10、中继站30和浮标20上装有GPS定位装置，它们之间的距离可以通过 GPS来确定。船载基站10、中继站30和浮标20上配备无线网桥和天线，它们之间可以进行 无线网络通信，经过功率放大后它们之间的有效通信距离可以达到8千米。因此，对于通信 距离小于8千米的浮标20，即为近处水声浮标20阵中的浮标20，船载基站10可以直接和 该浮标20进行通信。对于通信距离超过8千米的浮标20，即为远处水声浮标20阵中的浮 标20，船载基站10与该浮标20的通信则必须经过中继站30，借助微波传输系统40实现。参照图3所示，本实施例提供了一种基于无线网络的水下目标定位跟踪通信方 法，该通信方法基于TCP/IP协议实现，分为上行和下行通信，船载基站至浮标的通信称为 下行通信，浮标至船载基站的通信称为上行通信。船载基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于水下目标定位跟踪的无线网络通信系统，其特征在于：它包括船载基站、中继站、近处水声浮标阵及远处水声浮标阵；所述近处水声浮标阵通过无线网络与所述船载基站连接形成无线局域网；所述远处水声浮标阵通过无线网络与所述中继站连接形成无线局域网，所述中继站通过一微波传输系统与所述船载基站连接形成微波传输网。

【技术特征摘要】
1.一种基于水下目标定位跟踪的无线网络通信系统，其特征在于:它包括船载基站、 中继站、近处水声浮标阵及远处水声浮标阵；所述近处水声浮标阵通过无线网络与所述船载基站连接形成无线局域网；所述远处水声浮标阵通过无线网络与所述中继站连接形成无线局域网，所述中继站通 过一微波传输系统与所述船载基站连接形成微波传输网。2.根据权利要求1所述的基于水下目标定位跟踪的无线网络通信系统，其特征在于: 所述近处水声浮标阵/远处水声浮标阵由至少四个浮标组成。3.根据权利要求1所述的基于水下目标定位跟踪的无线网络通信系统，其特征在于: 所述近处水声浮标阵与所述船载基站之间通过无线网桥连接，所述远处水声浮标阵与所述 中继站之间通过无线网桥连接，所述无线网桥上的通信接口为网口。4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于水下目标定位跟踪的无线网络通信系统， 其特征在于:所述无线局域网执行WLAN空中接口标准IEEE802.1lb标准，所述微波传输网 执行WLAN空中接口标准IEEE802.16标准。5.一种基于无线网络的水下目标定位跟踪通信方法，其特征在于:包括以下步骤: 处于同一网段的浮标与船载基站/中继站建立无线网络连接，处于不同网段的中继站与船载基站通过微波传输系统建立微波传输网络连接；船载基站根据IP地址与对应的浮标进行通信，向对应的浮标下发帧命令；浮标接收所述帧命令，根据帧命令中“帧类型和补码”判断该帧命...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙向前，林开泉，张俊，徐国贵，曹岳海，李帅，张永超，代伟，彭水，
申请(专利权)人：中国人民解放军九一三八八部队，
类型：发明
国别省市：