一种基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统，包括浮标阵列和显控系统，其中浮标阵列由N‑1个光纤水听器声呐浮标和1个综合处理浮标组成，本发明专利技术通过在海上靶区布设若干声呐浮标构成测量基线阵列，通过测量导弹击水声信号，采用球面交汇原理得到导弹落点，该方法采用水声测量原理，利用声波测量导弹落点，受环境制约小，能够在夜间、恶劣天气、恶劣海况下完成测量。

A system for measuring sea point of attack based on optical fiber hydrophone and sonobuoy

The invention relates to a marine impact point measurement system based on fiber optic hydrophone sonar buoy, including buoy array and display and control system, which consists of 1 buoy array N optical fiber hydrophone sonar buoy and 1 integrated buoy composition, the invention by measuring baseline array at sea target layout of several sonar buoys, on underwater acoustic signal by measuring the missile, the missile spherical intersection principle, the method of using acoustic measurement principle, using acoustic measurement of missile, limited by environment, can complete the measurement at night and in bad weather, bad weather.

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统
本专利技术涉及一种基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统，属于海上靶场测量领域。
技术介绍
导弹等制导射击武器的性能一般在弹体与靶标遭遇段得到较为集中的体现，而武器的杀伤效果同目标特性、战斗装药、引信、武器的射击或制导精度有关。远程导弹攻击距离远，作用半径大，试射靶场区域广，已由陆地延伸到海洋，弹着点的精确测量对于远程导弹攻击精度评价有着至关重要的意义。目前陆地靶场的弹着点测量可以通过现场观察和事后处理的方式进行，然而海上靶场的弹着点只能在导弹击水的那一瞬间被观测到，因此海上靶场弹着点的测量技术难度比陆地靶场更为困难。目前，针对海上导弹落点测量的方法主要有水柱雷达、航测、空气声学测量等，但是在实际应用中发现这些测量方式的环境适应性弱，特别是在夜间、恶劣天气(大雾、强降水等)、恶劣海况下，这些方法几乎无法进行测量，给海上导弹测试和性能评估带来很大困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统，该测量系统采用水声测量原理，利用声波测量导弹落点，受环境制约小，能够在夜间、恶劣天气、恶劣海况下完成测量。本专利技术的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：一种基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统，包括浮标阵列和显控系统，其中浮标阵列由N-1个光纤水听器声呐浮标和1个综合处理浮标组成，其中：N-1个光纤水听器声呐浮标将接收的海洋环境的声信号转换为光信号，从光信号中解调出声信号，并从声信号中识别出导弹击水时刻信息，同时计算光纤水听器的大地坐标，并接收海洋环境的声速，将所述导弹击水时刻信息、光纤水听器的大地坐标以及海洋环境的声速发送给综合处理浮标；综合处理浮标将接收的海洋环境的声信号转换为光信号，从光信号中解调出声信号，并从声信号中识别出导弹击水时刻信息；计算光纤水听器的大地坐标；接收海洋环境的声速；同时接收N-1个光纤水听器声呐浮标发送的N-1个导弹击水时刻信息、光纤水听器的大地坐标以及海洋环境的声速，得到N个导弹击水时刻信息、光纤水听器的大地坐标以及海洋环境的声速；根据所述N个导弹击水时刻信息、光纤水听器的大地坐标以及海洋环境的声速解算出导弹落点，并发送给显控系统；显控系统对接收的导弹落点信息进行显示，并控制浮标阵列的上电和断电。在上述基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统中，N-1个光纤水听器声呐浮标包括设于水下的声波拾取设备和浮于水面的浮体，其中声波拾取设备包括光纤水听器、声速传感器和三维数字罗盘，浮体内部设有光纤水听器调制解调模块、数据采集处理与控制模块、无线通讯收发模块和GPS/BD2接收机，其中：光纤水听器：将接收的海洋环境的声信号转换为光信号，并将光信号发送给光纤水听器调制解调模块；光纤水听器调制解调模块：将从光纤水听器接收的光信号中解调出声信号，并将所述声信号发送给数据采集处理与控制模块；数据采集处理与控制模块：接收GPS/BD2接收机发送的光纤水听器声呐浮标的大地坐标和三维数字罗盘发送的光纤水听器声呐浮标的俯仰角和偏航角，计算得到光纤水听器的大地坐标；将从光纤水听器调制解调模块接收的声信号中识别出导弹击水时刻信息；从声速传感器接收海洋环境的声速；将所述光纤水听器的大地坐标、导弹击水时刻信息、海洋环境的声速进行编码封帧，转换为要求的格式发送给无线通讯收发模块，同时备份至数据采集处理与控制模块中；声速传感器：采集海洋环境的声速，发送给数据采集处理与控制模块；三维数字罗盘：测量光纤水听器声呐浮标的俯仰角和偏航角，并发送给数据采集处理与控制模块；GPS/BD2接收机：获得光纤水听器声呐浮标的大地坐标发送给数据采集处理与控制模块；无线通讯收发模块：将从数据采集处理与控制模块接收的所述光纤水听器的大地坐标、导弹击水时刻信息、海洋环境的声速发送给综合处理浮标。在上述基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统中，还包括上断电控制器和供电模块，其中光纤水听器声呐浮标入水前供电模块的供电开关打开对无线通讯收发模块和上断电控制器供电，光纤水听器声呐浮标全部放入水中后，显控系统通过无线通讯收发模块对上断电控制器发送上断电指令，上断电控制器对光纤水听器声呐浮标各设备上电和断电；无线通讯收发模块和上断电控制器始终处于上电工作状态。在上述基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统中，所述综合处理浮标包括设于水下的声波拾取设备和浮于水面的浮体，其中声波拾取设备包括光纤水听器、声速传感器和三维数字罗盘，浮体内部设有光纤水听器调制解调模块、数据采集处理与控制模块、无线通讯收发模块、GPS/BD2接收机和落点解算模块，其中：光纤水听器：将接收的海洋环境的声信号转换为光信号，并将光信号发送给光纤水听器调制解调模块；光纤水听器调制解调模块：将从光纤水听器接收的光信号中解调出声信号，并将所述声信号发送给数据采集处理与控制模块；数据采集处理与控制模块：接收GPS/BD2接收机发送的光纤水听器声呐浮标的大地坐标和三维数字罗盘发送的光纤水听器声呐浮标的俯仰角和偏航角，计算得到光纤水听器的大地坐标；将从光纤水听器调制解调模块接收的声信号中识别出导弹击水时刻信息；从声速传感器接收海洋环境的声速；将所述光纤水听器的大地坐标、导弹击水时刻信息、海洋环境的声速进行编码封帧，转换为要求的格式发送给无线通讯收发模块，同时备份至数据采集处理与控制模块中；声速传感器：采集海洋环境的声速，发送给数据采集处理与控制模块；三维数字罗盘：测量光纤水听器声呐浮标的俯仰角和偏航角，并发送给数据采集处理与控制模块；GPS/BD2接收机：获得光纤水听器声呐浮标的大地坐标发送给数据采集处理与控制模块；无线通讯收发模块：将从数据采集处理与控制模块接收的所述光纤水听器的大地坐标、导弹击水时刻信息、海洋环境的声速发送给落点解算模块；落点解算模块：接收N-1个光纤水听器声呐浮标发送的光纤水听器的大地坐标、导弹击水时刻信息、海洋环境的声速；接收综合处理浮标的无线通讯收发模块发送的光纤水听器的大地坐标、导弹击水时刻信息、海洋环境的声速；根据N个导弹击水时刻信息、光纤水听器的大地坐标以及海洋环境的声速解算出导弹落点，并发送给显控系统。在上述基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统中，还包括上断电控制器和供电模块，其中光纤水听器声呐浮标入水前供电模块供电开关打开对无线通讯收发模块和上断电控制器供电，光纤水听器声呐浮标全部放入水中后，显控系统通过无线通讯收发模块对上断电控制器发送上断电指令，上断电控制器对光纤水听器声呐浮标各设备上电和断电；无线通讯收发模块和上断电控制器始终处于上电工作状态。在上述基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统中，所述落点解算模块采用球面交汇原理解算导弹落点。在上述基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统中，解算导弹落点的具体方法为：以每个光纤水听器为圆心，以导弹击水点到光纤水听器的距离为半径作球，每三个球都会交汇在击水点，选取最先接收到声信号的光纤水听器为基准，再选取任意3个光纤水听器，结合导弹击水时刻信息和海洋声速，得到导弹击水点到达所述4个光纤水听器的水声直达波时延差，再结合各个光纤水听器的大地坐标，利用三角形关系解算出交汇点的大地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统，其特征在于：包括浮标阵列和显控系统(2)，其中浮标阵列由N‑1个光纤水听器声呐浮标(1)和1个综合处理浮标(3)组成，其中：N‑1个光纤水听器声呐浮标(1)将接收的海洋环境的声信号转换为光信号，从光信号中解调出声信号，并从声信号中识别出导弹击水时刻信息，同时计算光纤水听器的大地坐标，并接收海洋环境的声速，将所述导弹击水时刻信息、光纤水听器的大地坐标以及海洋环境的声速发送给综合处理浮标(3)；综合处理浮标(3)将接收的海洋环境的声信号转换为光信号，从光信号中解调出声信号，并从声信号中识别出导弹击水时刻信息；计算光纤水听器的大地坐标；接收海洋环境的声速；同时接收N‑1个光纤水听器声呐浮标(1)发送的N‑1个导弹击水时刻信息、光纤水听器的大地坐标以及海洋环境的声速，得到N个导弹击水时刻信息、光纤水听器的大地坐标以及海洋环境的声速；根据所述N个导弹击水时刻信息、光纤水听器的大地坐标以及海洋环境的声速解算出导弹落点，并发送给显控系统(2)；显控系统(2)对接收的导弹落点信息进行显示，并控制浮标阵列的上电和断电。

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统，其特征在于：包括浮标阵列和显控系统(2)，其中浮标阵列由N-1个光纤水听器声呐浮标(1)和1个综合处理浮标(3)组成，其中：N-1个光纤水听器声呐浮标(1)将接收的海洋环境的声信号转换为光信号，从光信号中解调出声信号，并从声信号中识别出导弹击水时刻信息，同时计算光纤水听器的大地坐标，并接收海洋环境的声速，将所述导弹击水时刻信息、光纤水听器的大地坐标以及海洋环境的声速发送给综合处理浮标(3)；综合处理浮标(3)将接收的海洋环境的声信号转换为光信号，从光信号中解调出声信号，并从声信号中识别出导弹击水时刻信息；计算光纤水听器的大地坐标；接收海洋环境的声速；同时接收N-1个光纤水听器声呐浮标(1)发送的N-1个导弹击水时刻信息、光纤水听器的大地坐标以及海洋环境的声速，得到N个导弹击水时刻信息、光纤水听器的大地坐标以及海洋环境的声速；根据所述N个导弹击水时刻信息、光纤水听器的大地坐标以及海洋环境的声速解算出导弹落点，并发送给显控系统(2)；显控系统(2)对接收的导弹落点信息进行显示，并控制浮标阵列的上电和断电。2.根据权利要求1所述的一种基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统，其特征在于：所述N-1个光纤水听器声呐浮标(1)包括设于水下的声波拾取设备和浮于水面的浮体(11)，其中声波拾取设备包括光纤水听器(103)、声速传感器(105)和三维数字罗盘(106)，浮体(11)内部设有光纤水听器调制解调模块(104)、数据采集处理与控制模块(107)、无线通讯收发模块(110)和GPS/BD2接收机(102)，其中：光纤水听器(103)：将接收的海洋环境的声信号转换为光信号，并将光信号发送给光纤水听器调制解调模块(104)；光纤水听器调制解调模块(104)：将从光纤水听器(103)接收的光信号中解调出声信号，并将所述声信号发送给数据采集处理与控制模块(107)；数据采集处理与控制模块(107)：接收GPS/BD2接收机(102)发送的光纤水听器声呐浮标(1)的大地坐标和三维数字罗盘(106)发送的光纤水听器声呐浮标(1)的俯仰角和偏航角，计算得到光纤水听器(103)的大地坐标；将从光纤水听器调制解调模块(104)接收的声信号中识别出导弹击水时刻信息；从声速传感器(105)接收海洋环境的声速；将所述光纤水听器(103)的大地坐标、导弹击水时刻信息、海洋环境的声速进行编码封帧，转换为要求的格式发送给无线通讯收发模块(110)，同时备份至数据采集处理与控制模块(107)中；声速传感器(105)：采集海洋环境的声速，发送给数据采集处理与控制模块(107)；三维数字罗盘(106)：测量光纤水听器声呐浮标(1)的俯仰角和偏航角，并发送给数据采集处理与控制模块(107)；GPS/BD2接收机(102)：获得光纤水听器声呐浮标(1)的大地坐标发送给数据采集处理与控制模块(107)；无线通讯收发模块(110)：将从数据采集处理与控制模块(107)接收的所述光纤水听器(103)的大地坐标、导弹击水时刻信息、海洋环境的声速发送给综合处理浮标(3)。3.根据权利要求2所述的一种基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统，其特征在于：还包括上断电控制器(108)和供电模块(109)，其中光纤水听器声呐浮标(1)入水前供电模块(109)的供电开关打开对无线通讯收发模块(110)和上断电控制器(108)供电，光纤水听器声呐浮标(1)全部放入水中后，显控系统(2)通过无线通讯收发模块(110)对上断电控制器(108)发送上断电指令，上断电控制器(108)对光纤水听器声呐浮标(1)各设备上电和断电；无线通讯收发模块(110)和上断电控制器(108)始终处于上电工作状态。4.根据权利要求1所述的一种基于光纤水听器声呐浮标的海上弹落点测量系统，其特征在于：所述综合处理浮标(3)包括设于水下的声波拾取设备和浮于水面的浮体(11)，其中声波拾取设备包括光纤水听器(103)、声速传感器(105)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学锋，李振，于文鹏，郝良彬，王海亮，杨勇，
申请(专利权)人：北京航天控制仪器研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11