本发明专利技术公开了一种多普勒计程仪，该多普勒计程仪包括用于产生足够功率的定波长电信号的发射机模块、由压电陶瓷元件组成的用于接收海底漫发射或体积混响返回的回波并将声能转化为电信号的换能器模块、用于放大接收到的回波信号、检出各波束的频率的接收机模块、输出速度信息的信号处理机模块、用于负责系统参数信息的显示的显示器模块、用于速度误差补偿的罗经速度补偿变换器模块、用于确定地理坐标系方向基准的陀螺罗经模块。本发明专利技术的多普勒计程仪，发射机模块的发射信号为一对宽带编码脉冲信号,通过测量该对脉冲信号的回波脉冲时间间隔变化来解算相对流速，高速航行时,采取相位预调整补偿法解决速度模糊问题，与现有的计程仪相比较具有更高的探测深度和测量精度。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种多普勒计程仪，该多普勒计程仪包括用于产生足够功率的定波长电信号的发射机模块、由压电陶瓷元件组成的用于接收海底漫发射或体积混响返回的回波并将声能转化为电信号的换能器模块、用于放大接收到的回波信号、检出各波束的频率的接收机模块、输出速度信息的信号处理机模块、用于负责系统参数信息的显示的显示器模块、用于速度误差补偿的罗经速度补偿变换器模块、用于确定地理坐标系方向基准的陀螺罗经模块。本专利技术的多普勒计程仪，发射机模块的发射信号为一对宽带编码脉冲信号,通过测量该对脉冲信号的回波脉冲时间间隔变化来解算相对流速，高速航行时,采取相位预调整补偿法解决速度模糊问题，与现有的计程仪相比较具有更高的探测深度和测量精度。【专利说明】一种多普勒计程仪
本专利技术属于水下作业设备领域，尤其涉及一种多普勒计程仪。
技术介绍
目前水下运载器的作业海区越来越广，航行速度越来越高，因此只有大深度、高航速的多普勒计程仪才能满足当前水下运载器的需求。国内目前尚无此类声多普勒计程仪，引进的美国R D公司的30 kHZ声多普勒计程仪，实际探测深度不到20m，且国外对大深度多普勒计程仪的引进非常敏感，实行技术封锁，因此国内必须自主研发高精度、大深度、高航速多普勒计程仪，为提高水下运载器的智能控制和导航定位精度等方面解决关键技术。因此高精度多普勒计程仪的成功开发不仅可以国产仪器替代进口仪器，还可以满足大深度、高航速下精确测速的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多普勒计程仪，旨在解决现有的水下用多普勒计程仪的性能还不能满足大深度、高航速的水下运载器的需求的问题。本专利技术是这样实现的，一种多普勒计程仪包括发射机模块、换能器模块、接收机模块、信号处理机模块、显示器模块、罗经速度补偿变换器模块、陀螺罗经模块。用于产生足够功率的定波长电信号，并触发发射换能器模块发射超声波的发射机丰吴块；` 与发射机模块相连接，由压电陶瓷元件组成的用于接收海底漫发射或体积混响返回的回波并将声能转化为电信号送给接收机模块预处理的换能器模块。与换能器模块相连接，用于放大接收到的回波信号，检出各波束的频率，并保持输出电压的稳定性的接收机模块。与接收机模块相连接，利用检出频率计算各向多普勒频移，结合陀螺罗经的航向信息，进行坐标变换，输出速度信息的信号处理机模块。与信号处理机模块相连接，用于负责航速、深度、故障和系统参数等信息的显示的显示器模块； 与信号处理机模块相连接，用于速度误差补偿的罗经速度补偿变换器模块； 与罗经速度补偿变换器模块和信号处理机模块相连接，用于提供精确的航向数据，以确定地理坐标系方向基准的陀螺罗经模块。进一步，所述的发射机模块的发射信号为一对宽带编码脉冲信号，通过测量该对脉冲信号的回波脉冲时间间隔变化来解算相对流速。设多普勒计程仪向四个方向同时发射一对宽带脉冲信号，该对脉冲信号的时间间隔为tpt1、t2、t3、t4分别为南、北、东、西四个波束上的回波脉冲对的时间间隔。则载体相对于海底的速度在南北方向上的分量1?为:u 北= (I^t1) Xe/ (4t0X sin(Φ) ) (I) 在东西方向上的分量11$为:u东= (t3 _t4) Xe/ (4t0X sin (Φ) ) (2) 上式中脉冲信号的时间间隔为一个编码信号周期，相位角Φ为周期函数，测出h、t2、t3、t4，进行相对流速的计算即可。进一步，在高速航行时，采取相位预调整补偿法解决速度模糊问题。效果汇总 本专利技术的多普勒计程仪，发射机模块的发射信号为一对宽带编码脉冲信号，通过测量该对脉冲信号的回波脉冲时间间隔变化来解算相对流速，高速航行时，采取相位预调整补偿法解决速度模糊问题，与现有的计程仪相比较具有更高的探测深度和测量精度。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的多普勒计程仪的组成框图。图中:1、发射机模块；2、换能器模块；3、接收机模块；4、信号处理机模块；5、显示器模块；6、罗经速度补偿变换器模块；7、陀螺罗经模块。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了本专利技术的多普勒计程仪的结构，如图所示，本专利技术是这样实现的，一种多普勒计程仪包括发射机模块1、换能器模块2、接收机模块3、信号处理机模块4、显示器模块5、罗经速度补偿变换器模块6、陀螺罗经模块7。用于产生足够功率的定波`长电信号，并触发发射换能器模块发射超声波的发射机丰旲块I ; 与发射机模块I相连接，由压电陶瓷元件组成的用于接收海底漫发射或体积混响返回的回波并将声能转化为电信号送给接收机模块3预处理的换能器模块2。与换能器模块2相连接，用于放大接收到的回波信号，检出各波束的频率，并保持输出电压的稳定性的接收机模块3。与接收机模块3相连接，利用检出频率计算各向多普勒频移，结合陀螺罗经的航向信息，进行坐标变换，输出速度信息的信号处理机模块4。与信号处理机模块4相连接，用于负责航速、深度、故障和系统参数等信息的显示的显示器模块5 ； 与信号处理机模块4相连接，用于速度误差补偿的罗经速度补偿变换器模块6 ； 与罗经速度补偿变换器模块6和信号处理机模块4相连接，用于提供精确的航向数据，以确定地理坐标系方向基准的陀螺罗经模块7。进一步，所述的发射机模块I的发射信号为一对宽带编码脉冲信号，通过测量该对脉冲信号的回波脉冲时间间隔变化来解算相对流速。设多普勒计程仪向四个方向同时发射一对宽带脉冲信号，该对脉冲信号的时间间隔为tpt1、t2、t3、t4分别为南、北、东、西四个波束上的回波脉冲对的时间间隔。则载体相对于海底的速度在南北方向上的分量为:u 北= (I^t1) Xe/ (4t0X sin (Φ) ) (I) 在东西方向上的分量11$为: u东= (t3 _t4) Xe/ (4t0X sin (Φ) ) (2) 上式中脉冲信号的时间间隔为一个 编码信号周期，相位角Φ为周期函数，测出h、t2、t3、t4，进行相对流速的计算即可。进一步，在高速航行时，采取相位预调整补偿法解决速度模糊问题。上述虽然结合附图对本专利技术的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本专利技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本专利技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本专利技术的保护范围之内。【权利要求】1.一种多普勒计程仪，其特征在于，所述的多普勒计程仪包括发射机模块、换能器模块、接收机模块、信号处理机模块、显示器模块、罗经速度补偿变换器模块、陀螺罗经模块； 用于产生足够功率的定波长电信号，并触发发射换能器模块发射超声波的发射机模块；与发射机模块相连接，由压电陶瓷元件组成的用于接收海底漫发射或体积混响返回的回波并将声能转化为电信号送给接收机模块预处理的换能器模块； 与换能器模块相连接，用于放大接收到的回波信号，检出各波束的频率，并保持输出电压的稳定性的接收机模块； 与接收机模块相连接，利用检出频率计算各向多普勒频移，结合陀螺罗经的航向信息，进行坐标变换，输出速度信息的信号处理机模块； 与信号处理机模块相连本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种多普勒计程仪，其特征在于，所述的多普勒计程仪包括发射机模块、换能器模块、接收机模块、信号处理机模块、显示器模块、罗经速度补偿变换器模块、陀螺罗经模块;用于产生足够功率的定波长电信号,并触发发射换能器模块发射超声波的发射机模块； 与发射机模块相连接，由压电陶瓷元件组成的用于接收海底漫发射或体积混响返回的回波并将声能转化为电信号送给接收机模块预处理的换能器模块；与换能器模块相连接，用于放大接收到的回波信号,?检出各波束的频率，并保持输出电压的稳定性的接收机模块;与接收机模块相连接，利用检出频率计算各向多普勒频移,?结合陀螺罗经的航向信息,?进行坐标变换,?输出速度信息的信号处理机模块；与信号处理机模块相连接，用于负责航速、深度、故障和系统参数等信息的显示的显示器模块；与信号处理机模块相连接，用于速度误差补偿的罗经速度补偿变换器模块；与罗经速度补偿变换器模块和信号处理机模块相连接，用于提供精确的航向数据，以确定地理坐标系方向基准的陀螺罗经模块。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍飞豹，陈弘，
申请(专利权)人：金陵科技学院，
类型：发明
国别省市：
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