CN111521973A - 一种水听器阵列的基元空间位置有源测量系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水听器阵列的基元空间位置有源测量系统及方法，其中系统包括：在预设海域内布放的水听器阵列，在预设海域的海面进行绕行运动的声源船，与该声源船配合获取水听器阵列的基元位置的接收站。声源船中设置的探测声源输出模块根据预设的时间周期向水听器阵列发出探测声信号，以及向接收站发送校准信号。接收站上的基元位置计算模块接收校准信号和水听器阵列接收的探测声信号时产生的传感信号，并对传感信号进行采样处理得到数字信号，将数字信号以预设的时间长度分为多帧文件，且根据各帧文件中起始采样对应的时刻为各祯文件赋上信号时戳。根据各祯文件上的信号时戳和校准信号求取水听器阵列中各基元的大地坐标。

Description

一种水听器阵列的基元空间位置有源测量系统及方法

技术领域

本发明涉及水声测量技术领域，尤其涉及一种水听器阵列的基元空间位置有源测量系统及方法。

背景技术

水声阵列的阵形是水听器阵列的一个重要参数，利用水听器阵列接收信号做波束形成、匹配场定位等水声信号处理时，一般要求阵形精确已知。然而，在实际海洋环境中，水声阵列在布放时，受地形、海流和布放方法等的影响，基元的位置难以由期望的布放起始点和阵形来确定。

现有的阵形测量方法主要包括非声学测量方法和声学测量方法。非声学方法通常要求在声阵中安装深度传感器、航向传感器等辅助传感器，通过曲线拟合的方法求取阵形，一般应用于阵形会发生动态变化的水声拖曳阵；声学方法通过估计各基元接收信号的时延，推算基元位置，其中较为成熟的是基于时延估计的双源阵形估计方法，该方法已广泛应用于水声阵列的海上试验。该方法虽然可以较为准确的估计阵形的形状，即各基元的相对位置，来实现较为理想的阵处理增益，但对参考基元(通常为阵首基元)在布缆船航行布放时的落入水下的大地位置坐标，以及阵列方向都难以准确得到。因此，该方法虽然不会影响到水声阵列信号的目标检测处理，但对目标的精确参数估计，如目标方向和目标位置会造成误差影响。近年来，多阵列的联合交叉定位等新的应用形式，对阵列的方位和中心位置都有精确的要求，这就需要对阵列中的各基元位置都有准确的掌握。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种水听器阵列的基元空间位置有源测量系统及方法，旨在解决现有技术无法得到各基元的精确空间位置的问题，用于支撑多阵列的联合交叉定位等应用。

(二)技术方案

为了解决上述问题，本发明提供了一种水听器阵列的基元空间位置的有源测量系统，包括：在预设海域内布放的水听器阵列，在所述预设海域的海面进行绕行运动的声源船，与该声源船配合获取水听器阵列中基元位置的接收站；

所述声源船中设置有用于发出探测声信号的探测声源输出模块，所述探测声源输出模块根据预设的时间周期向所述水听器阵列发出所述探测声信号；

所述探测声源输出模块在输出所述探测声信号时，采用微波通信方式向接收站发送校准信号，所述校准信号包括所述探测声源输出模块在输出所述探测声信号时对应的第一时间信息、位置信息和所述探测声信号的波形参数；

所述接收站上设置有用于确定水听器阵列的基元位置的基元位置计算模块，所述基元位置计算模块接收所述校准信号和所述水听器阵列中各基元接收的所述探测声信号时产生的传感信号；

所述基元位置计算模块用于对所述传感信号进行采样处理得到数字信号，并将所述数字信号以预设的时间长度分为多帧文件，且根据各帧文件中起始采样对应的时刻为各祯文件赋上信号时戳；根据所述各祯文件上的所述信号时戳和所述校准信号求取所述水听器阵列中对应的所述基元的大地坐标。

优选地，所述探测声源输出模块包括：

第一GPS信号接收机(A1)、数字波形产生单元、信号触发单元、数模转换单元、数据传输单元、第一微波通信单元(A2)、测量声源；

所述第一GPS信号接收机(A1)，用于产生所述第一时间信息和所述位置信息；

所述数字波形产生单元，用于根据设定的所述波形参数产生数字信号波形数据；

所述信号触发单元，用于根据所述第一时间信息产生触发信号，并且将所述触发信号传递给所述数模转换单元；

所述数模转换单元，用于缓存所述数字信号波形数据，并且当检测到有所述触发信号时，将所述数字信号波形数据转换为模拟驱动波形信号；

所述数模转换单元连接所述测量声源，所述测量声源根据所述模拟驱动波形信号产生探测声信号；

所述数据传输单元，用于接收所述第一GPS信号接收机(A1)产生的所述第一时间信息与所述位置信息，以及接收所述波形参数，并所述第一时间信息、所述位置信息和所述波形参数通过TCP/IP网络协议传输给第一微波通信单元(A2)；

所述第一微波通信单元(A2)，用于将所述测量声源在输出所述探测声信号时对应的所述第一时间信息、所述位置信息和所述探测声信号的所述波形参数作为所述校准信号发送。

优选地，所述探测声源输出模块还包括：功率放大单元；

所述功率放大单元位于所述数模转换单元和所述测量声源之间，用于将模拟驱动波形信号进行放大。

优选地，所述基元位置计算模块，包括：第二GPS信号接收机(B1)、时间同步单元、调理采集单元、测量信号处理单元、第二微波通信单元(B2)；

所述第二微波通信单元(B2)，用于接收包括所述探测声源输出模块在输出所述探测声信号时对应的所述第一时间信息、所述位置信息和所述探测声信号的所述波形参数的所述校准信号；

所述第二GPS信号接收机(B1)用于产生第二时间信息和时间脉冲信号；

所述时间同步单元，用于根据所述第二GPS信号接收机(B1)产生的时间脉冲信号和所述第二时间信息对输出的实时时间进行矫正；

所述调理采集单元，用于接收所述水听器阵列中各基元接收探测声信号时产生的传感信号，并将每一传感信号进行处理并转换为数字信号，并将所述数字信号以预设的时间长度分为多帧文件，且根据各帧文件中起始采样对应的所述实时时间为各祯文件赋上信号时戳；

所述测量信号处理单元，用于根据所述各祯文件上的所述信号时戳和所述校准信号求取所述水听器阵列中对应的所述基元的大地坐标。

优选地，所述第一时间信息和所述第二时间信息均为包括当前时刻所处的年、月、日、时、分、秒的信息，所述预设的时间周期为间隔5s\10s。

优选地，所述第一GPS信号接收机(A1)和所述第二GPS信号接收机(B1)均为支持以NMEA-0183协议格式串口输出GPS数据的设备；

所述第一GPS信号接收机(A1)安装在测量声源的升降装置上方，且测量声源位于声源船下方的海水中。

优选地，本发明还提供了一种水听器阵列的基元空间位置有源测量方法，包括：

S1：位于预设海域内的水听器阵列接收该海域的海面中运动的声源船上的探测声源输出模块发出的探测声信号；

S2：所述水听器阵列接收所述探测声信号时产生传感信号；

S3：与所述声源船配合的接收站上的基元位置计算模块接收所述声源船发生所述探测声信号时发出的校准信号，所述校准信号包括所述探测声源输出模块在输出所述探测声信号时对应的第一时间信息、位置信息和所述探测声信号的波形参数；所述基元位置计算模块还接收所述水听器阵列产生的传感信号，根据所述校准信号和传感信号，确定所述水听器阵列中各基元的大地坐标。

优选地，所述步骤S1具体为：

位于预设海域内的水听器阵列接收该海域的海面中运动的声源船上的所述探测声源输出模块在不同位置发出的多个所述探测声信号。

优选地，在所述步骤S3中，所述基元位置计算模块根据所述校准信号和传感信号，确定所述水听器阵列中各基元的大地坐标包括：

首先，所述基元位置计算模块对所述传感信号进行采样处理得到数字信号，并将所述数字信号以预设的时间长度分为多帧文件，且根据各帧文件中起始采样对应的时刻为各祯文件赋上信号时戳；

然后，所述基元位置计算模块利用所述各祯文件上的所述信号时戳和所述校准数据，计算出对应的所述探测声信号从所述探测声源输出模块到对应的所述基元的水声传播时间；

最后，选取5组及以上所述探测声源输出模块到对应的所述阵列各基元的水声传播时间以及对应的所述探测声源输出模块在输出所述探测声信号时的所述位置信息和现场测量的声速计算所述水听器阵列各基元的大地坐标。

(三)有益效果

本发明通过将探测声源输出模块设置在声源船上，在声源船在预设海域的海面上绕行时，探测声源输出模块在不同位置输出探测声信号，并将校准信号发送至接收站上的基元位置计算模块，接收站上的基元位置计算模块将接收到的水听器阵列根据探测声信号产生的传感信号，并将传感信号分为多帧文件，且为每帧文件赋上信号时戳，实现通过信号时戳和校准信号求取水听器阵列中对应的基元的大地坐标，使得整个过程受海洋环境影响小，求得的结果准确。

附图说明

图1为本发明一种水听器阵列的基元空间位置有源测量系统的内部结构图；

图2为本发明中探测声源输出模块的内部结构图；

图3为本发明中基元位置计算模块的内部结构图；

图4为本发明一种水听器阵列的基元空间位置有源测量方法的流程图。

【附图标记说明】

1：探测声源输出模块；11：第一GPS信号接收机(A1)；12：数字波形产生单元；13：数模转换单元；14：功率放大单元；15：测量声源；16：信号触发单元；17：第一微波通信单元(A2)；18：数据传输单元；2：水听器阵列；3：基元位置计算模块；31：调理采集单元；32：时间同步单元；33：第二GPS信号接收机(B1)；34：测量信号处理单元；35：第二微波通信单元(B2)。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种水听器阵列2的基元空间位置有源测量系统，包括：在预设海域内布放的水听器阵列2，在预设海域的海面进行绕行运动的声源船，与该声源船配合的获取水听器阵列2的基元位置的接收站。在实际的应用中，基元为将声信号转换为电信号的一种元器件，多个基元依次排列组成了水听器阵列2。

声源船中设置有用于发出探测声信号的探测声源输出模块1，探测声源输出模块1根据预设的时间周期向水听器阵列2发出探测声信号，以及探测声源输出模块1在输出探测声信号时，采用微波通信方式向接收站发送校准信号，校准信号包括探测声源输出模块1在输出探测声信号时对应的第一时间信息、位置信息和探测声信号的波形参数。预设的时间周期为间隔5s\10s。

接收站上设置有用于确定水听器阵列2的基元位置的基元位置计算模块3，基元位置计算模块3接收校准信号和水听器阵列2中各基元根据接收的探测声信号产生的传感信号。接收站一般为与水听器阵列相连的船只或岸基站。

基元位置计算模块3用于对传感信号进行采样处理得到数字信号，并将数字信号以预设的时间长度分为多帧文件，且根据各帧文件中起始采样对应的时刻为各祯文件赋上信号时戳；根据各祯文件上的信号时戳和校准信号求取水声接收阵列中对应的基元的大地坐标。通过各帧文件上的信号时戳、探测声源输出模块1在输出探测声信号时对应的第一时间信息和探测声信号的波形参数，计算出对应的探测声信号从探测声源输出模块1到对应的各基元的水声传播时间。选取5组及以上探测声源输出模块1到对应的阵列各基元的水声传播时间以及探测声源输出模块1在输出探测声信号时的位置信息和现场测量的声速计算水听器阵列2各基元的大地坐标。整个求解过程受到海洋环境的影响小，能够精确求得基元的大地坐标。

进一步地，如图2所示，在一种实施方式中，探测声源输出模块1包括：

第一GPS信号接收机(A1)11、数字波形产生单元12、信号触发单元16、数模转换单元13、数据传输单元18、第一微波通信单元(A2)17、测量声源15。

第一GPS信号接收机(A1)11，用于产生第一时间信息和位置信息。其中，第一时间信息为包括当前时刻所处的年、月、日、时、分、秒的信息、位置信息为第一GPS信号接收机(A1)11在当前所处的位置的GPS大地坐标信息。在具体的实施方式中，第一GPS信号接收机(A1)11安装在测量声源15的上方，所以可以根据第一GPS信号接收机(A1)11产生的位置信息得到测量声源15所在位置的GPS大地坐标信息。

数字波形产生单元12，用于根据设定的波形参数产生数字信号波形数据。

信号触发单元16，用于根据第一时间信息产生触发信号，并且将触发信号传递给数模转换单元13。在优选的实施方式中，信号触发单元16根据第一时间信息判断当前时刻中，秒的信息是否为5或10的整数倍，若是，则产生触发信号；若否，则不产生触发信号。

数模转换单元13，用于缓存数字信号波形数据，并且当检测到有触发信号时，具体可以为当检测到触发信号的上升沿或下降沿后，将数字信号波形数据转换为模拟驱动波形信号。将数模转换单元13对数字信号波形数据转换为模拟驱动波形信号的动作由触发信号进行触发，是探测声源输出模块1根据预设的时间周期向水听器阵列2发出探测声信号实现的一种方式。通过信号触发单元16来周期性的触发数模转换单元13对数字信号波形数据进行数模转换得到模拟驱动信号，并将模拟驱动信号发送至测量声声源，使得测量声源15输出的探声信号的起始时间精确，用于支撑计算得到精准的基元的大地坐标。

数模转换单元13连接测量声源15，测量声源15根据模拟驱动波形信号产生探测声信号。

第一微波通信单元(A2)17，用于将测量声源15在输出探测声信号时对应的第一时间信息、位置信息和探测声信号的波形参数作为校准信号发送。

数据传输单元18，用于接收第一GPS信号接收机(A1)发送的时间与位置等GPS数据，以及接收数字波形产生单元所采用的波形参数数据，并将数据通过TCP/IP网络协议传输给第一微波通信单元(A2)；

更进一步地，如图2所示，探测声源输出模块1还包括：功率放大单元14。

功率放大器位于数模转换单元13和测量声源15之间，用于将模拟驱动波形信号进行放大。

鉴于上面提到的影响结果的精确性与探测声信号在水中的传播时间有关，本实施例中，首先利用第一GPS信号接收机(A1)11产生第一时间信息和位置信息，使得通过第一时间信息和探测声信号的波形参数求得的水声传播时间是精确的，即探测声信号在水中传播的起始位置和起始时刻是精确的，提供了水声阵列各基元位置的计算参考。

在另一种实施方式中，如图3所示，基元位置计算模块3，包括：第二GPS信号接收机(B1)33、时间同步单元32、调理采集单元31、测量信号处理单元34、第二微波通信单元(B2)35。

第二微波通信单元(B2)35，用于接收包括探测声源输出模块1在输出探测声信号时对应的第一时间信息、位置信息和探测声信号的波形参数的校准信号。第一微波通信单元(A2)17和第二微波通信单元(B2)35是常用的海上无线通信设备，该单元的信号发送功能负责将输入的网络通讯数据进行射频信号生成、放大，以及利用微波天线发射；该单元的信号接收功能主要是完成接收其他海上移动平台微波通信模块发射的射频信号，以及进行放大、解码处理，并将数据通过TCP/IP网络协议传输给其它数据处理设备。

第二GPS信号接收机(B1)33用于产生第二时间信息和时间脉冲信号，其中脉冲信号为PPS信号，PPS信号为每秒输出一个脉冲。

时间同步单元32，用于根据第二GPS信号接收机(B1)33产生的时间脉冲信号和第二时间信息对输出的实时时间进行矫正。时间同步单元32根据通过标准时间和PPS信号对时间同步单元32的实时时钟进行时间矫正，消除延时产生的误差，把第二GPS信号接收机(B1)33提供的时间和时刻信息转化为实时时间输出，以此获得高精度的时间。

调理采集单元31，用于接收水听器阵列2中各基元根据接收的探测声信号产生的传感信号，并将每一传感信号进行处理并转换为数字信号，调理采集单元31对传感信号进行处理并转换具体为：调理采集单元31对传感信号进行滤波放大后，并将模拟的传感信号进行模数转换为数字信号。同时调理采集单元31将数字信号以预设的时间长度分为多帧文件，且根据各帧文件中起始采样对应的实时时间为各祯文件赋上信号时戳，信号时戳就对应为基元接收到对应探测声信号的起始时刻，且起始时刻是根据时间同步单元32输出的实时时间确定的，由于时间同步单元32输出的实时时间是根据第二GPS信号接收机(B1)33产生的时间脉冲信号和第二时间信息矫正后输出的，所以各帧文件的信号时戳是精确的。其中，预设的时间长度可以为前面提到的预设的时间周期，使得每帧文件就对应探测声源输出模块1在不同位置发出的探测声信号，即声源船在预设海域的海面上绕行的过程中，若探测声源输出模块1发射了N个探测声信号则在水听器阵列2中各个基元根据接收的探测声信号产生的传感信号在经过基元位置计算模块3处理后就能够分成N帧文件，每帧文件对应一个探测声信号。通过时间同步单元32输出的实时时间为各帧文件附上信号时戳，用于支撑计算得到精准测量声信号在水中传播到基元时的传播时间。

测量信号处理单元34，用于根据各祯文件上的信号时戳和校准信号求取水声接收阵列中对应的基元的大地坐标。

进一步地，第一时间信息和第二时间信息均为包括当前时刻所处的年、月、日、时、分、秒的信息。第一GPS信号接收机(A1)11和第二GPS信号接收机(B1)33均为支持以NMEA-0183协议格式串口输出GPS数据的设备；第一GPS信号接收机(A1)11安装在测量声源15的升降装置上方，且测量声源15位于声源船下方的海水中。

如图4所示，本发明还提供了一种水听器阵列2的基元空间位置有源测量方法，包括：

S1：位于预设海域内的水听器阵列2接收该海域的海面中运动的声源船上的探测声源输出模块1发出的探测声信号。步骤S1具体为：位于预设海域内的水听器阵列2接收该海域的海面中运动的声源船上的探测声源输出模块1在不同位置发出的多个探测声信号。其中发出探测声信号的是探测声源输出模块1中的测量声源15。

S2：水听器阵列2根据接收的探测声信号产生传感信号。

S3：与声源船配合的接收站上的基元位置计算模块3接收声源船发生探测声信号时发出的校准信号，校准信号包括探测声源输出模块1在输出探测声信号时对应的第一时间信息、位置信息和探测声信号的波形参数；基元位置计算模块3还接收水听器阵列2产生的传感信号，根据校准信号和传感信号，确定水听器阵列2中各基元的大地坐标。

在步骤S3中，基元位置计算模块3根据校准信号和传感信号，确定水听器阵列2中各基元的大地坐标包括：

首先，基元位置计算模块3对传感信号进行采样处理得到数字信号，并将数字信号以预设的时间长度分为多帧文件，且根据各帧文件中起始采样对应的时刻为各祯文件赋上信号时戳；

然后，基元位置计算模块3利用各祯文件上的信号时戳和校准数据，计算出对应的探测声信号从探测声源输出模块1到对应的阵列各基元的水声传播时间；

最后，选取5组及以上探测声源输出模块1到对应的阵列各基元的水声传播时间、测声源输出模块在输出探测声信号时对应的位置信息和现场测量的声速计算水听器阵列2各基元的大地坐标。

在步骤S1之前还包括：

S0：将水听器阵列2布放在预设海域的海底，将基元位置计算模块3放置在接收站上，水听器阵列2是通过传输缆与接收站相连，将探测声源输出模块1设置在声源船上，同时将探测声源输出模块1中的测量声源15设置在海水中。

需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种水听器阵列的基元空间位置的有源测量系统，其特征在于，包括：在预设海域内布放的水听器阵列，在所述预设海域的海面进行绕行运动的声源船，与该声源船配合获取水听器阵列中基元位置的接收站；

所述声源船中设置有用于发出探测声信号的探测声源输出模块，所述探测声源输出模块根据预设的时间周期向所述水听器阵列发出所述探测声信号；

所述探测声源输出模块在输出所述探测声信号时，采用微波通信方式向接收站发送校准信号，所述校准信号包括所述探测声源输出模块在输出所述探测声信号时对应的第一时间信息、位置信息和所述探测声信号的波形参数；

所述接收站上设置有用于确定水听器阵列的基元位置的基元位置计算模块，所述基元位置计算模块接收所述校准信号和所述水听器阵列中各基元接收的所述探测声信号时产生的传感信号；

所述基元位置计算模块用于对所述传感信号进行采样处理得到数字信号，并将所述数字信号以预设的时间长度分为多帧文件，且根据各帧文件中起始采样对应的时刻为各祯文件赋上信号时戳；根据所述各祯文件上的所述信号时戳和所述校准信号求取所述水听器阵列中对应的所述基元的大地坐标。

2.如权利要求1所述的水听器阵列的基元空间位置有源测量系统，其特征在于，所述探测声源输出模块包括：

第一GPS信号接收机(A1)、数字波形产生单元、信号触发单元、数模转换单元、数据传输单元、第一微波通信单元(A2)、测量声源；

所述第一GPS信号接收机(A1)，用于产生所述第一时间信息和所述位置信息；

所述数字波形产生单元，用于根据设定的所述波形参数产生数字信号波形数据；

所述信号触发单元，用于根据所述第一时间信息产生触发信号，并且将所述触发信号传递给所述数模转换单元；

所述数模转换单元，用于缓存所述数字信号波形数据，并且当检测到有所述触发信号时，将所述数字信号波形数据转换为模拟驱动波形信号；

所述数模转换单元连接所述测量声源，所述测量声源根据所述模拟驱动波形信号产生探测声信号；

所述数据传输单元，用于接收所述第一GPS信号接收机(A1)产生的所述第一时间信息与所述位置信息，以及接收所述波形参数，并所述第一时间信息、所述位置信息和所述波形参数通过TCP/IP网络协议传输给第一微波通信单元(A2)；

所述第一微波通信单元(A2)，用于将所述测量声源在输出所述探测声信号时对应的所述第一时间信息、所述位置信息和所述探测声信号的所述波形参数作为所述校准信号发送。

3.如权利要求2所述的水听器阵列的基元空间位置有源测量系统，其特征在于，所述探测声源输出模块还包括：功率放大单元；

所述功率放大单元位于所述数模转换单元和所述测量声源之间，用于将模拟驱动波形信号进行放大。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的水听器阵列的基元空间位置有源测量系统，其特征在于，所述基元位置计算模块，包括：第二GPS信号接收机(B1)、时间同步单元、调理采集单元、测量信号处理单元、第二微波通信单元(B2)；

所述第二微波通信单元(B2)，用于接收包括所述探测声源输出模块在输出所述探测声信号时对应的所述第一时间信息、所述位置信息和所述探测声信号的所述波形参数的所述校准信号；

所述第二GPS信号接收机(B1)用于产生第二时间信息和时间脉冲信号；

所述时间同步单元，用于根据所述第二GPS信号接收机(B1)产生的时间脉冲信号和所述第二时间信息对输出的实时时间进行矫正；

所述调理采集单元，用于接收所述水听器阵列中各基元接收探测声信号时产生的传感信号，并将每一传感信号进行处理并转换为数字信号，并将所述数字信号以预设的时间长度分为多帧文件，且根据各帧文件中起始采样对应的所述实时时间为各祯文件赋上信号时戳；

所述测量信号处理单元，用于根据所述各祯文件上的所述信号时戳和所述校准信号求取所述水听器阵列中对应的所述基元的大地坐标。

5.如权利要求4所述的水听器阵列的基元空间位置有源测量系统，其特征在于，所述第一时间信息和所述第二时间信息均为包括当前时刻所处的年、月、日、时、分、秒的信息，所述预设的时间周期为间隔5s\10s。

6.如权利要求4所述的水听器阵列的基元空间位置有源测量系统，其特征在于，所述第一GPS信号接收机(A1)和所述第二GPS信号接收机(B1)均为支持以NMEA-0183协议格式串口输出GPS数据的设备；

所述第一GPS信号接收机(A1)安装在测量声源的升降装置上方，且测量声源位于声源船下方的海水中。

7.一种水听器阵列的基元空间位置有源测量方法，其特征在于，包括：

S1：位于预设海域内的水听器阵列接收该海域的海面中运动的声源船上的探测声源输出模块发出的探测声信号；

S2：所述水听器阵列接收所述探测声信号时产生传感信号；

S3：与所述声源船配合的接收站上的基元位置计算模块接收所述声源船发生所述探测声信号时发出的校准信号，所述校准信号包括所述探测声源输出模块在输出所述探测声信号时对应的第一时间信息、位置信息和所述探测声信号的波形参数；所述基元位置计算模块还接收所述水听器阵列产生的传感信号，根据所述校准信号和传感信号，确定所述水听器阵列中各基元的大地坐标。

8.如权利要求7所述的水听器阵列的基元空间位置有源测量方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

位于预设海域内的水听器阵列接收该海域的海面中运动的声源船上的所述探测声源输出模块在不同位置发出的多个所述探测声信号。

9.如权利要求7所述的水听器阵列的基元空间位置有源测量方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述基元位置计算模块根据所述校准信号和传感信号，确定所述水听器阵列中各基元的大地坐标包括：

首先，所述基元位置计算模块对所述传感信号进行采样处理得到数字信号，并将所述数字信号以预设的时间长度分为多帧文件，且根据各帧文件中起始采样对应的时刻为各祯文件赋上信号时戳；

然后，所述基元位置计算模块利用所述各祯文件上的所述信号时戳和所述校准数据，计算出对应的所述探测声信号从所述探测声源输出模块到对应的所述基元的水声传播时间；

最后，选取5组及以上所述探测声源输出模块到对应的所述阵列各基元的水声传播时间以及对应的所述探测声源输出模块在输出所述探测声信号时的所述位置信息和现场测量的声速计算所述水听器阵列各基元的大地坐标。

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