CN110531350A - 一种基于毫米波雷达的水下监测系统 - Google Patents

一种基于毫米波雷达的水下监测系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110531350A
CN110531350A CN201910902251.1A CN201910902251A CN110531350A CN 110531350 A CN110531350 A CN 110531350A CN 201910902251 A CN201910902251 A CN 201910902251A CN 110531350 A CN110531350 A CN 110531350A
Authority
CN
China
Prior art keywords
underwater
millimetre
wave radar
vibration signal
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910902251.1A
Other languages
English (en)
Inventor
叶松
丁川
姜丹丹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Irtech Technology Co Ltd
Chengdu University of Information Technology
Original Assignee
Chengdu Irtech Technology Co Ltd
Chengdu University of Information Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Irtech Technology Co Ltd, Chengdu University of Information Technology filed Critical Chengdu Irtech Technology Co Ltd
Priority to CN201910902251.1A priority Critical patent/CN110531350A/zh
Publication of CN110531350A publication Critical patent/CN110531350A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/86—Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder
    • G01S13/862—Combination of radar systems with sonar systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于毫米波雷达的水下监测系统，属于通信技术领域，现提出如下方案，水下监测系统由水下声呐发射器、机载毫米波雷达、中继卫星、水下监测平台组成；水下声呐发射器用于持续或间歇性的在水下发射信号而产生有规律的振动信号，毫米波雷达会捕捉有规律的波纹，捕捉水面上的振动信号，并将信号转发至中继卫星，中继卫星将振动信号转发至水下监测平台，水下监测平台对振动信号进行解译，获得水下移动设备的地理位置信息。本发明采取的是一种全新的，突破式的通信方式，突破传统的水下和地面的通信方式，通过一种新的方式实现水下和地面上的通信。

Description

一种基于毫米波雷达的水下监测系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于毫米波雷达的水下监测系统。
背景技术
随着陆地资源的不断消耗，海洋的开发越来越具有特殊的战略地位和军事价值。潜艇、无人水下航行器和水下传感器等水下设备在探索和争夺海洋资源中起到关键作用，然而现有的水下设备很难和水面以上进行通信，通常是采用水面投放大量的浮标，从我国开始研制海洋浮标以来，实时数据传输系统先后采用过多种数据通讯方式，包括短波通讯、NMARSAT-C卫星通讯以及GPRS/CDMA通讯等。各种通讯方式各有优点和局限性，短波通讯抗干扰能力差，误码率高，数据接收率低，NMARSAT-C卫星通讯可靠性高，数据接受率达95％以上，但通讯费用较高，不适合大数据量传输，GPRS/CDMA通讯费用较低，但通讯信号受到浮标到岸边距离的限制。
经检索，专利申请号为CN201410425530.0提出一种Zigbee变频无线传输设备及水下监测系统，该发明专利Zigbee变频无线传输设备中将Zigbee芯片的高频传输模式改成了中频传输，因此信号的传递距离变远，跨越障碍的能力变强，又保存了Zigbee自组网的优点，是一种中短途信号传输效果优秀的设备。并且，将此Zigbee变频无线传输设备应用于水下监测，例如水质的监测等，会使的水质监测能够更方便进行远距离监测；但是，该发明不适用深水、远距离水下监测，存在局限性。
为此，本发明提出一种基于毫米波雷达的水下监测系统。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于毫米波雷达的水下监测系统。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于毫米波雷达的水下监测系统，由水下声呐发射器、机载毫米波雷达、中继卫星、水下监测平台组成；其中：
水下声呐发射器：水下声呐发射器可拆卸式固定在水下移动设备上，水下声呐发射器用于持续或间歇性的在水下发射信号而产生有规律的振动信号；
机载毫米波雷达：机载毫米波雷达上安装有毫米波雷达通信系统，采用借助飞行设备来实现实时海面上的巡逻，毫米波雷达会捕捉有规律的波纹，捕捉水面上的振动信号，并将信号转发至中继卫星；
中继卫星：接收来自机载毫米波雷达的振动信号，并作为中继站，将信号转发至水下监测平台；
水下监测平台：接收来自中继卫星转发的振动信号，并对其进行解译，获得水下移动设备的地理位置信息。
优选的，所述水下移动设备为水下舰艇、潜艇、探测器和水下移动机器人中的一种。
优选的，所述飞行设备为无人机或者飞机。
本发明采取的是一种全新的，突破式的通信方式，突破传统的水下和地面的通信方式，通过一种新的方式实现水下和地面上的通信，具体实施方式为：水下声呐发射器用于持续或间歇性的在水下发射信号而产生有规律的振动信号，毫米波雷达会捕捉有规律的波纹，捕捉水面上的振动信号，并将信号转发至中继卫星，中继卫星将振动信号转发至水下监测平台，水下监测平台对振动信号进行解译，获得水下移动设备的地理位置信息。本发明主要应用于具有水下和地面的通信过程，其原理：水纹有振动，但是是随机无规律的，水下系统发出的振动是有规律的，相干性的，毫米波雷达会捕捉有规律的波纹。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于毫米波雷达的水下监测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1，一种基于毫米波雷达的水下监测系统，由水下声呐发射器、机载毫米波雷达、中继卫星、水下监测平台组成；其中：
水下声呐发射器：水下声呐发射器可拆卸式固定在水下移动设备上，水下声呐发射器用于持续或间歇性的在水下发射信号而产生有规律的振动信号；
机载毫米波雷达：机载毫米波雷达上安装有毫米波雷达通信系统，采用借助飞行设备来实现实时海面上的巡逻，毫米波雷达会捕捉有规律的波纹，捕捉水面上的振动信号，并将信号转发至中继卫星；
中继卫星：接收来自机载毫米波雷达的振动信号，并作为中继站，将信号转发至水下监测平台；
水下监测平台：接收来自中继卫星转发的振动信号，并对其进行解译，获得水下移动设备的地理位置信息。
本实施方式中，所述水下移动设备为水下舰艇、潜艇、探测器和水下移动机器人中的一种。
本实施方式中，所述飞行设备为无人机或者飞机。
本发明采取的是一种全新的，突破式的通信方式，突破传统的水下和地面的通信方式，通过一种新的方式实现水下和地面上的通信，其具体实施过程为：水下声呐发射器用于持续或间歇性的在水下发射信号而产生有规律的振动信号，毫米波雷达会捕捉有规律的波纹，捕捉水面上的振动信号，并将信号转发至中继卫星，中继卫星将振动信号转发至水下监测平台，水下监测平台对振动信号进行解译，获得水下移动设备的地理位置信息。本发明主要应用于具有水下和地面的通信过程，其原理：水纹有振动，但是是随机无规律的，水下系统发出的振动是有规律的，相干性的，毫米波雷达会捕捉有规律的波纹。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于毫米波雷达的水下监测系统，其特征在于，水下监测系统由水下声呐发射器、机载毫米波雷达、中继卫星、水下监测平台组成；其中：
水下声呐发射器：水下声呐发射器可拆卸式固定在水下移动设备上，水下声呐发射器用于持续或间歇性的在水下发射信号而产生有规律的振动信号；
机载毫米波雷达：机载毫米波雷达上安装有毫米波雷达通信系统，采用借助飞行设备来实现实时海面上的巡逻，毫米波雷达会捕捉有规律的波纹，捕捉水面上的振动信号，并将信号转发至中继卫星；
中继卫星：接收来自机载毫米波雷达的振动信号，并作为中继站，将信号转发至水下监测平台；
水下监测平台：接收来自中继卫星转发的振动信号，并对其进行解译，获得水下移动设备的地理位置信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的水下监测系统，其特征在于，所述水下移动设备为水下舰艇、潜艇、探测器和水下移动机器人中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的水下监测系统，其特征在于，所述飞行设备为无人机或者飞机。
CN201910902251.1A 2019-09-24 2019-09-24 一种基于毫米波雷达的水下监测系统 Pending CN110531350A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910902251.1A CN110531350A (zh) 2019-09-24 2019-09-24 一种基于毫米波雷达的水下监测系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910902251.1A CN110531350A (zh) 2019-09-24 2019-09-24 一种基于毫米波雷达的水下监测系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110531350A true CN110531350A (zh) 2019-12-03

Family

ID=68669717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910902251.1A Pending CN110531350A (zh) 2019-09-24 2019-09-24 一种基于毫米波雷达的水下监测系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110531350A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112285699A (zh) * 2020-12-25 2021-01-29 之江实验室 一种水下跨介质通信以及水面目标检测跟踪的一体化系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040083035A1 (en) * 1996-09-25 2004-04-29 Ellis Christ G. Apparatus and method for automatic vision enhancement in a traffic complex
CN101799546A (zh) * 2010-03-30 2010-08-11 中国船舶重工集团公司第七〇二研究所 高速远距鱼群探测机器人及探测方法
CN102891453A (zh) * 2012-10-16 2013-01-23 山东电力集团公司电力科学研究院 一种基于毫米波雷达的无人机巡检线路走廊方法与装置
US20180094934A1 (en) * 2014-10-21 2018-04-05 FLIR Belgium BVBA Simplified route extension systems and methods
CN110133660A (zh) * 2019-05-23 2019-08-16 成都信息工程大学 一种量子阱汽车灯光雷达系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040083035A1 (en) * 1996-09-25 2004-04-29 Ellis Christ G. Apparatus and method for automatic vision enhancement in a traffic complex
CN101799546A (zh) * 2010-03-30 2010-08-11 中国船舶重工集团公司第七〇二研究所 高速远距鱼群探测机器人及探测方法
CN102891453A (zh) * 2012-10-16 2013-01-23 山东电力集团公司电力科学研究院 一种基于毫米波雷达的无人机巡检线路走廊方法与装置
US20180094934A1 (en) * 2014-10-21 2018-04-05 FLIR Belgium BVBA Simplified route extension systems and methods
CN110133660A (zh) * 2019-05-23 2019-08-16 成都信息工程大学 一种量子阱汽车灯光雷达系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FRANCESCO TONOLINI等: "Networking across Boundaries: Enabling Wireless Communication through the Water-Air Interface", 《SIGCOMM ’18》 *
SONG YE: "Beidou time synchronization receiver for smart grid", 《ENERGY PROCEDIA》 *
彭娜 等: "CMOS毫米波芯片设计仿真流程与版图设计考虑", 《2017年全国微波毫米波会议论文集(上册二)》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112285699A (zh) * 2020-12-25 2021-01-29 之江实验室 一种水下跨介质通信以及水面目标检测跟踪的一体化系统
CN112285699B (zh) * 2020-12-25 2021-03-30 之江实验室 一种水下跨介质通信以及水面目标检测跟踪的一体化系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Erol-Kantarci et al. A survey of architectures and localization techniques for underwater acoustic sensor networks
CN103338079B (zh) 水下无线声光通信装置和通信方法
CN108303715A (zh) 基于北斗信标的水下移动节点无源定位方法及其系统
CN106937348B (zh) 水下无线传感网组网方法及水下无线传感网节点装置
CN203714144U (zh) 一种基于声学和gps智能定位的浮标装置
CN109814069B (zh) 一种基于单定位信标的水下移动节点无源定位方法及其系统
WO2019109989A1 (zh) 一种机载接收海上 ais 信号的模拟仿真系统及测试方法
CN104297727A (zh) 一种融合水下目标定位及遥控遥测数据水声网络传输的一体化方法
RU95115514A (ru) Способ дистанционного контроля и управления необитаемым подводным аппаратом и устройство для его осуществления
CN104618032A (zh) 一种跨海水-空气界面的电磁波传输系统及方法
CN108681338A (zh) 一种水下航行器的遥测遥控系统
CN103823205A (zh) 一种水下定位导航系统和方法
Kumar et al. Security challenges and application for underwater wireless sensor network
RU2687844C1 (ru) Способ навигационно-информационной поддержки автономного необитаемого подводного аппарата большой автономности, совершающего протяженный подводный переход
CN108445453B (zh) 定位方法、装置、系统及计算机存储介质
Kebkal et al. Long-baseline Hydro-acoustic positioning using D-MAC communication protocol
CN110531350A (zh) 一种基于毫米波雷达的水下监测系统
Rice Undersea networked acoustic communication and navigation for autonomous mine-countermeasure systems
Tasnim et al. Optoacoustic signal-based underwater node localization technique: Overcoming gps limitations without auv requirements
Anum et al. Angle Adjustment for Vertical and Diagonal Communication in Underwater Sensor
McCoy et al. JANUS: Lingua franca
CN109975763B (zh) 一种基于按需收发的水下异步定位方法及系统
Nwosu et al. A review on underwater acoustic sensor network
Liu et al. Initialization of hybrid underwater optical/acoustic network with asymmetrical duplex link
CN113110569B (zh) 无线紫外光协作下的多无人机环航编队动态围捕方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191203