【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于搜寻定位，涉及到声信标的搜寻定位设备，特别涉及到一种拖曳式声信标搜寻定位系统。
技术介绍
1、声信标包括非同步式、同步式等形式,均能够发出固定频率的脉冲信号。设备工作前将声信标固定在相关装置上，当出现特殊情况而不能正常搜索到装置时，可以通过水面的搜寻定位设备探测声信标发出的脉冲信号从而进行定位并找到丢失的装置；或者在设备航行过程中，亦可以对携带有声信标的装置进行持续定位跟踪。
2、声信标搜寻定位设备通常包括水听器或水听器阵、固定装置、甲板显控单元、水密连接电缆等。水听器或水听器阵与甲板显控单元通过水密连接电缆连接在一起，实现系统内部的电气和信号连通；水听器或水听器阵通过固定装置安装或拖曳于工作船只的舷侧。由于目前的搜寻定位设备的定位为应急状态下使用，使用场景具有机动和不确定性，因此不便于在各种类型船只上进行大规模安装固定，只能在使用时提前安装，任务结束后拆卸整备。目前的声信标搜寻定位设备对工作船只的船舷高度、吃水深度、航行状态及速度、配套设施等具有一定要求。其中，船舷高度和吃水深度决定了设备需要下降到一定深度，以克服船只本身对水声信号的遮挡影响，这就使设备需要具有一定体积和重量。同时需要船只具有吊车等配套设施，用以满足较大重量或体积设备的上船和下船作业。所以在搜寻定位设备使用和搬运安装过程中，如何减小工作量、提高机动性、普适性和搜寻效率就显得特别重要。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种拖曳式声信标搜寻定位系统，要解决声信标信号搜寻过程中设备笨重
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种拖曳式声信标搜寻定位系统，拖曳式声信标搜寻定位系统具有声信号同步传输、拖体状态和搜寻态势实时显示、手动或自动持续跟踪合作目标、自持工作的功能。
4、所述拖曳式声信标搜寻定位系统的最大工作水深不小于100米，最大拖曳速度不小于5节。
5、所述拖曳式声信标搜寻定位系统由水下拖体单元1、拖缆与便携绞车单元2和甲板显控单元3组成；水下拖体单元用于搭载水下云台和水听器，使水听器可以360°水平转动，并在减小水听器体积的情况下，增大水听器的声信标信号接收范围，简化定位算法进而提高定位精度；水下拖体单元搭载前放电路，用于宽带滤波及提高声信号增益。拖缆与便携绞车单元用于连接甲板显控单元和水下拖体单元，起到拖曳和数字信号、模拟信号同时传输的作用。甲板显控单元用于采集、处理、记录、回放水听器阵元接收的信号，实时显示水下拖体单元的姿态及位置信息，实时显示被跟踪目标的位置信息，根据被跟踪目标信息控制水下云台的转动角度与速度。
6、所述拖曳式声信标搜寻定位系统中水下拖体单元1由拖体骨架部件11、尾翼部件12、压水翼部件13、高度计部件14、水听器部件15、水密电子舱部件16和壳体17组成；其中，拖体骨架部件由钛合金骨架111、钛合金把手112、压载铅块113、骨架加强筋114、拖头连接板115、尾翼固定件116组成；尾翼部件由尾翼121、尾翼固定螺栓122和尾翼123组成；压水翼部件由压水翼131、压水翼转接板132、压水翼转接板133组成；高度计部件由高度计141、高度计固定架142和高度计缆143组成；水听器部件由水听器151、云台固定支架152、水听器缆153、水下云台154、云台信号缆155组成；水密电子舱部件由电子舱前端盖161、姿态传感器162、高度计解算板163、电子舱壳体164、主控电路165、开关电源166、放大滤波电路167、压力传感器及其解算板168、电子舱固定板169、电子舱后端盖1610和水密接插件1611组成；壳体由上壳体171、下壳体172和水听器保护罩173组成。上壳体和下壳体的材质包括但不限于玻璃钢等透声材料。
7、所述拖曳式声信标搜寻定位系统中拖缆与便携绞车单元2由水密拖曳缆21和电动绞车22组成。
8、所述拖曳式声信标搜寻定位系统中甲板显控单元3由电源31、定位导航设备32、信号调理板33、信号处理板34、加固计算机35、显控软件36组成；其中电源包括水下电源311、水上模拟电源312、水上数字电源313；定位导航设备包括天线321和解算板322；信号调理板包括高频信号调理板331、低频信号调理板332、频率调节旋钮333、听音扬声设备334、音量调节旋钮335。显控软件36嵌入于加固计算机35系统中，频率调节旋钮333、音量调节旋钮335铆接于加固计算机35壳体上，定位导航设备天线321安装于工作船甲板上，其余组成设备安装于加固计算机35内部，并利用螺钉进行固定。
9、本专利技术的工作过程为：
10、一种拖曳式声信标搜寻定位系统，首先进行拖曳式声信标搜寻定位系统中水下拖体单元的装配，然后将水下拖体单元、拖缆与便携绞车单元、甲板显控单元放置于工作船上，接着进行甲板显控单元的固定、甲板显控单元与水密拖曳缆、水下拖体单元与水密拖曳缆之间的连接、导航天线的固定及连接。通电自检无故障后，首先根据搜寻定位跟踪任务需求，确定拖缆释放的长度、初步拖曳速度、水听器覆盖频段，完成水下拖体单元1的布放。然后根据工作船和拖体的航行状态，调整拖缆释放长度和拖曳速度。针对非同步式信标，控制水下云台转动，根据接收到的信号强度，甲板显控单元3进行调理、采集、处理，结合定位导航设备提供的方位信息，确定声信标的方位射线；继续航行，再次对接收到的信号进行调理、采集、处理，确定声信标的方位射线；根据两个方位射线，通过显控软件中的定位算法，同时修正水下拖体单元与定位导航设备的坐标差值，初步定为声信标信号位置。针对同步式信标，在声信标与水听器时钟同步后，根据水听器中各阵元接收到声信号的时延差，确定声信标与水听器之间的距离，通过解算即可直接确定二者之间的三维相对坐标。完成搜寻定位跟踪任务后，工作船抛锚，利用电动绞车22回收水密拖曳缆21，待水密拖曳缆完全回收后，将水下拖体单元1由海面回收至工作船上。将甲板显控单元断电，水密拖曳缆两端分别与水下拖体单元、甲板显控单元断开连接。打开水下拖体单元的上壳体171，用清水对水下拖体单元内部进行冲洗，晾干后安装上壳体171，密封保存。
11、本专利技术的效果和益处是：
12、一种拖曳式声信标搜寻定位系统，能够通过拖曳水下拖体单元的方式在指定区域内对声信标信号进行接收、调理、采集、处理、回放，可以对合作目标进行搜寻、定位、跟踪。结构简单、使用方便、姿态稳定、便于回收、机动性强，解决了声信标搜寻定位过程中设备笨重、机动性差、效率低下的问题。
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1.一种拖曳式声信标搜寻定位系统，包括水下拖体单元(1)、拖缆与便携绞车单元(2)和甲板显控单元(3),水下拖体单元(1)由拖缆与便携绞车单元(2)中的水密拖曳缆拖曳于工作船后方，另一端与甲板显控单元连接，其特征在于：水下拖体单元(1)由拖体骨架部件(11)、尾翼部件(12)、压水翼部件(13)、高度计部件(14)、水听器部件(15)、水密电子舱部件(16)和壳体(17)组成；其中，拖体骨架部件由钛合金骨架(111)、钛合金把手(112)、压载铅块(113)、骨架加强筋(114)、拖头连接板(115)、尾翼固定件(116)组成；尾翼部件由尾翼(121)、尾翼固定螺栓(122)和尾翼(123)组成；压水翼部件由压水翼(131)、压水翼转接板(132)、压水翼转接板(133)组成；高度计部件由高度计(141)、高度计固定架(142)和高度计缆(143)组成；水听器部件由水听器(151)、云台固定支架(152)、水听器缆(153)、水下云台(154)、云台信号缆(155)组成；水密电子舱部件由电子舱前端盖(161)、姿态传感器(162)、高度计解算板(163)、电子舱壳体(164)、主
2.根据权利要求1所述的一种拖曳式声信标搜寻定位系统，其特征在于：拖曳式声信标搜寻定位系统的装配与连接包括水下拖体单元的装配、水密拖曳缆的连接、甲板显控单元固定及导航天线的固定连接。水下拖体单元的装配包括拖体骨架部件、尾翼部件、压水翼部件、高度计部件、水听器部件、水密电子舱部件、壳体的装配和总装配。
3.根据权利要求1～2所述的一种拖曳式声信标搜寻定位系统，其特征在于：具有声信号同步传输、拖体状态和搜寻态势实时显示、手动或自动持续跟踪合作目标、自持工作的功能。
4.根据权利要求1～2所述的一种拖曳式声信标搜寻定位系统，其特征在于：最大工作水深不小于100米，最大拖曳速度不小于5节。
5.根据权利要求1～2所述的一种拖曳式声信标搜寻定位系统，其特征在于：水下拖体单元用于搭载有水听器，可以接收包含但不限于7～14kHz、20～60kHz的声信标信号。
6.根据权利要求1～2所述的一种拖曳式声信标搜寻定位系统，其特征在于：水下拖体单元用于搭载水下云台，水下云台负载水听器，使水听器可以360°水平转动，并在减小水听器体积的情况下，增大水听器的声信标信号接收范围，简化定位算法进而提高定位精度；水下拖体单元搭载前放电路，用于宽带滤波及提高声信号增益。
7.根据权利要求1～2所述的一种拖曳式声信标搜寻定位系统，其特征在于：拖缆与便携绞车单元用于连接甲板显控单元和水下拖体单元，起到拖曳和数字信号、模拟信号同时传输的作用。
8.根据权利要求1～2所述的一种拖曳式声信标搜寻定位系统，其特征在于：甲板显控单元用于采集、处理、记录、回放水听器阵元接收的信号，实时显示水下拖体单元的姿态及位置信息，实时显示被跟踪目标的位置信息，根据被跟踪目标信息控制水下云台的转动角度与速度。
...【技术特征摘要】
1.一种拖曳式声信标搜寻定位系统，包括水下拖体单元(1)、拖缆与便携绞车单元(2)和甲板显控单元(3),水下拖体单元(1)由拖缆与便携绞车单元(2)中的水密拖曳缆拖曳于工作船后方，另一端与甲板显控单元连接，其特征在于：水下拖体单元(1)由拖体骨架部件(11)、尾翼部件(12)、压水翼部件(13)、高度计部件(14)、水听器部件(15)、水密电子舱部件(16)和壳体(17)组成；其中，拖体骨架部件由钛合金骨架(111)、钛合金把手(112)、压载铅块(113)、骨架加强筋(114)、拖头连接板(115)、尾翼固定件(116)组成；尾翼部件由尾翼(121)、尾翼固定螺栓(122)和尾翼(123)组成；压水翼部件由压水翼(131)、压水翼转接板(132)、压水翼转接板(133)组成；高度计部件由高度计(141)、高度计固定架(142)和高度计缆(143)组成；水听器部件由水听器(151)、云台固定支架(152)、水听器缆(153)、水下云台(154)、云台信号缆(155)组成；水密电子舱部件由电子舱前端盖(161)、姿态传感器(162)、高度计解算板(163)、电子舱壳体(164)、主控电路(165)、开关电源(166)、放大滤波电路(167)、压力传感器及其解算板(168)、电子舱固定板(169)、电子舱后端盖(1610)和水密接插件(1611)组成；壳体由上壳体(171)、下壳体(172)和水听器保护罩(173)组成。上壳体和下壳体的材质使用但不限于玻璃钢等透声材料。拖缆与便携绞车单元(2)由水密拖曳缆(21)和电动绞车(22)组成。甲板显控单元(3)由电源(31)、定位导航设备(32)、信号调理板(33)、信号处理板(34)、加固计算机(35)、显控软件(36)组成；其中电源包括水下电源(311)、水上模拟电源(312)、水上数字电源(313)；定位导航设备包括天线(321)和解算板(322)；信号调理板包括高频信号调理板(331)、低频信号调理板(332)、频率调节旋钮(333)、听音扬声设备(334)、音量调节旋钮(335)。显控软件(36)...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛传洋，贺俊博，于凡，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七六O研究所，
类型：发明
国别省市：
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