【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水下通信，特别涉及一种应用于水下定位系统的问询信号检测系统和其检测方法。
技术介绍
1、近年来，各国对于海洋资源的开发利用日益增加。在开发利用海洋资源的过程中，往往需要蛙人或载人潜航器来对水下环境进行探索和作业。与水面环境不同的是，在水下环境中，由于电磁波的衰减严重，因此需要利用水声通信技术来实现水下设备之间以及水下设备和水面设备之间的通信，在这些设备之间进行通信的主要目的之一是对水下设备进行定位，以降低危险和/或对处于危险境地的水下设备进行救援。对水下设备进行定位的过程一般是基阵发射定位问询信号，通讯机在收到定位问询信号后进行应答，并由基阵接收应答信号，后续根据基阵发射的定位问询信号的内容、时间以及通讯机的应答信号的内容、时间来对通讯机所在位置进行定位。在实际应用环境中，基阵发射的信号类型多种多样，同时同一个水域可能会存在多个通讯机，因此当一个通讯机收到基阵发射的信号后，传统的方式是使用匹配滤波检测方法来检测该信号是否为针对本机的定位问询信号，由于信号在水中容易受到回波、反射等因素的干扰，导致匹配滤波检测方法的检测效果不佳，因此如何判断该信号是否为针对本机的定位问询信号并确保检测效果是本专利技术的专利技术人致力于解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种应用于水下定位系统的问询信号检测系统和其检测方法，以解决上述
技术介绍
中提出的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种应用于水下定位系统的问询信号检测方法，其包
3、s1，问询设备发射定位问询信号，其中所述定位问询信号包括唤醒信号、标识信号以及定位id信号；
4、s2，检测装置持续通过频谱分析的方式检测信号，若检测到的信号中包含所述唤醒信号、所述标识信号以及所述定位id信号，且所述定位id信号的频率与所述检测装置预设的id信号频率一致，则判断检测到的信号为所述定位问询信号。
5、作为本专利技术的技术方案的进一步改进，所述步骤s1进一步包括步骤：
6、s1.1，所述问询设备发射第一段脉冲信号，其中第一段脉冲信号作为所述唤醒信号；
7、s1.2，在第一间隔时间后，所述问询设备发射第二段脉冲信号，其中第二段脉冲信号作为所述标识信号；
8、s1.3，在第二间隔时间后，所述问询设备发射第三段脉冲信号，其中第三段脉冲信号作为所述定位id信号，其中第一段脉冲信号的频率、第二段脉冲信号的频率和第三段脉冲信号的频率不同。
9、作为本专利技术的技术方案的进一步改进，第一段脉冲信号的持续时间、第二段脉冲信号的持续时间以及第三段脉冲信号的持续时间相同。
10、作为本专利技术的技术方案的进一步改进，所述步骤s2进一步包括步骤：
11、s2.1，将接收到的原始信号频谱搬移到基带信号；
12、s2.2，对被搬移的信号进行低通滤波；
13、s2.3，对被滤波的信号进行降采样；
14、s2.4，对被降采样的信号进行频谱分析，以检测信号是否为所述定位问询信号。
15、作为本专利技术的技术方案的进一步改进，在所述步骤s2.3中，对被滤波的信号进行10倍降采样。
16、作为本专利技术的技术方案的进一步改进，所述步骤2.4进一步包括步骤：
17、s2.4.1，取频率点附近的m个fft计算结果求均值；
18、s2.4.2，将i倍均值作为阈值，若频率点附近的n个fft计算结果存在超过阈值的数值，则判断存在该频率的峰值，从而判断所述唤醒信号、所述标识信号和所述定位id信号对应的脉冲频率是否出现峰值，其中参数m、n和i均为自然数，并且m＞n；
19、s2.4,3，在出现峰值时，将频率点附近的m个fft计算结果排除在外，并寻找剩余fft计算结果的最大值；
20、s2.4.4，将剩余fft计算结果的最大值的p倍作为第四阈值，其中参数p是自然数；
21、s2.4.5，在所述唤醒信号的频率峰值、所述标识信号的频率峰值和所述定位id信号的频率峰值均大于第四阈值时，判断所述检测装置检测到所述定位问询信号。
22、依本专利技术的另一个方面，本专利技术进一步提供一种应用于水下定位系统的问询信号检测系统，其包括：
23、问询设备，用于发射定位问询信号，其中所述定位问询信号包括唤醒信号、标识信号以及定位id信号；
24、检测装置，用于持续通过频谱分析的方式检测信号，若检测到的信号中包含所述唤醒信号、所述标识信号以及所述定位id信号，且所述定位id信号的频率与所述检测装置预设的id信号频率一致，则判断检测到的信号为所述定位问询信号。
25、作为本专利技术的技术方案的进一步改进，所述问询设备发射所述定位问询信号的方式是：首先，发射作为所述唤醒信号的第一段脉冲信号，其次，在第一间隔时间后，发射作为所述标识信号的第二段脉冲信号，再次，在第二间隔时间后，发射作为所述定位id信号的第三段脉冲信号，其中第一段脉冲信号的频率、第二段脉冲信号的频率和第三段脉冲信号的频率不同。
26、作为本专利技术的技术方案的进一步改进，所述检测装置进一步包括：
27、搬移单元，用于将接收到的原始信号频谱搬移到基带信号；
28、滤波单元，用于对被搬移的信号进行低通滤波；
29、降采样单元，用于对被滤波的信号进行降采样；
30、频谱分析单元，用于对被降采样的信号进行频谱分析，以检测信号是否为所述定位问询信号。
31、作为本专利技术的技术方案的进一步改进，其中所述降采样单元用于对被滤波的信号进行10倍降采样。
32、与现有技术相比，本专利技术的所述问询信号检测方法具有至少以下有益效果：
33、1、本专利技术的所述问询信号检测方法允许所述检测装置持续通过频率分析的方式检测信号，在检测到的信号中包含所述唤醒信号、所述标识信号和所述定位id信号且所述定位id信号的频率与预设的id信号的频率一致时，判断检测到所述定位问询信号。信号在水下容易受到回波、反射等各种因素的影响，传统的匹配滤波检测方法检测效果不佳，本专利技术允许所述检测装置通过持续频谱分析的方式来检测信号，具有更佳的检测效果，以确保所述检测装置可以检测到所述定位问询信号。
34、2、本专利技术的所述问询信号检测方法允许所述问询设备间隔发射包括三段脉冲信号的信号，在三段脉冲信号中，第一段脉冲信号作为所述唤醒信号，第二段脉冲信号作为所述标识信号，第三段脉冲信号作为所述定位id信号，并且三段脉冲信号的频率不同，以便于所述检测装置分辨信号的用途，其中所述唤醒信号用于唤醒一个区域内的多个所述检测装置，当这些所述检测装置收到所述问询设备发射的这个信号后可以根据所述标识信号判断这个信号是否为所述定位问询信号，如果这个信号是所述定位问询信号，则这些所述检测装置判断所述定位id信号是否对应本机，后续将所述定位id信号判断为对应本机的所述检测装置发射对本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.应用于水下定位系统的问询信号检测方法，其特征在于，所述问询信号检测方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的问询信号检测方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括步骤：
3.根据权利要求2所述的问询信号检测方法，其特征在于，第一段脉冲信号的持续时间、第二段脉冲信号的持续时间以及第三段脉冲信号的持续时间相同。
4.根据权利要求1至3中任一所述的问询信号检测方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括步骤：
5.根据权利要求4所述的问询信号检测方法，其特征在于，在所述步骤S2.3中，对被滤波的信号进行10倍降采样。
6.根据权利要求5所述的问询信号检测方法，其特征在于，所述步骤2.4进一步包括步骤：
7.应用于水下定位系统的问询信号检测系统，其特征在于，所述问询信号检测系统包括：
8.根据权利要求7所述的问询信号检测系统，其特征在于，所述问询设备发射所述定位问询信号的方式是：首先，发射作为所述唤醒信号的第一段脉冲信号，其次，在第一间隔时间后，发射作为所述标识信号的第二段脉冲信号，再次，在第二间隔时间后
9.根据权利要求7或8所述的问询信号检测系统，其特征在于，所述检测装置进一步包括：
10.根据权利要求9所述的问询信号检测系统，其特征在于，其中所述降采样单元用于对被滤波的信号进行10倍降采样。
...【技术特征摘要】
1.应用于水下定位系统的问询信号检测方法，其特征在于，所述问询信号检测方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的问询信号检测方法，其特征在于，所述步骤s1进一步包括步骤：
3.根据权利要求2所述的问询信号检测方法，其特征在于，第一段脉冲信号的持续时间、第二段脉冲信号的持续时间以及第三段脉冲信号的持续时间相同。
4.根据权利要求1至3中任一所述的问询信号检测方法，其特征在于，所述步骤s2进一步包括步骤：
5.根据权利要求4所述的问询信号检测方法，其特征在于，在所述步骤s2.3中，对被滤波的信号进行10倍降采样。
6.根据权利要求5所述的问询信号检测方法，其特征在于，所述步骤2.4进一步包括步骤：
【专利技术属性】
技术研发人员：杜庆阳，李永恒，刘飞龙，金丽玲，
申请(专利权)人：云南保利天同水下装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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