CN115932735A - 一种基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统及方法，包括：设于海中部的主动声源模块，用于主动激发探测信号，提供激发时间与位置信息以及初始频段信息；设于海底面的海底节点模块，用于主动探测水声速度信号和地震波信号，以及用于被动探测浅海小目标的距离；设于海岸上的信号处理模块，用于对海底节点模块及主动声源模块的信号进行处理，绘制多通道信号并挖掘信息，输出浅海海域的水声速度信息、地震波信息以及浅海小目标的位置信息；海底节点模块和主动声源模块分别通过无线网络与信号处理模块连接。本发明综合主动探测获取更准确的速度信息与基于水声地声融合的被动探测方式，更准确地实现浅海小目标探测。

Description

一种基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统及方法

技术领域

本发明涉及水声地声探测技术领域，尤其涉及的是一种基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统及方法。

背景技术

在浅海领域，水声传播中存在全反射和折射现象，且其程度复杂，严重影响远距离信号传播和远目标的探测。水下探测方式分为：主动探测和被动探测。主动探测可利用主动激发信号与接收信号，进行目标信息的计算与提取。被动探测可根据接收信号，分析探测浅海的小目标。

随着科技的发展科技，目标隐身技术越来越成熟，单一水声探测目标对水听器等探测设备要求更高，对探测目标越来越难。目标移动会在海底产生地震波，可利用地震波信息进行目标探测，但地震波传播过程中存在信号衰减的现象，且容易受非目标信号干扰的影响；因此，针对单一的地震波信号进行浅海目标探测也是十分困难。现阶段缺少水声地声信息融合探测的系统，这种系统既可主动探测所属浅海区域的海水海底参数，又可以根据水声直达波速与地震波速差异进行目标探测，实现浅海小目标远距离的探测。

因此，现有技术还有待改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术缺陷，本发明提供一种基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统及方法，以解决现有的水下探测方式无法实现浅海小目标远距离探测的技术问题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统，包括：

主动声源模块，所述主动声源模块设于海中部，用于主动激发探测信号，提供激发时间与位置信息以及初始频段信息；

海底节点模块，所述海底节点模块设于海底面，用于主动探测水声速度信号和地震波信号，以及用于被动探测浅海小目标的距离；

信号处理模块，所述信号处理模块设于海岸上，用于对所述海底节点模块及所述主动声源模块的信号进行处理，绘制多通道信号并挖掘信息，输出浅海海域的水声速度信息、地震波信息以及所述浅海小目标的位置信息；

所述海底节点模块和所述主动声源模块分别通过无线网络与所述信号处理模块连接。

在一种实现方式中，所述海底节点模块包括：N个第一海底节点；

N个所述第一海底节点以等间距的方式排列在海底面两个互相垂直的方向，形成L型阵列。

在一种实现方式中，所述海底节点模块还包括：P个第二海底节点；

P个所述第二海底节点以随机分布的方式设于海底面。

在一种实现方式中，所述海底节点模块中的各海底节点包括：时钟、地震计、水听器以及采集系统，所述时钟、所述地震计以及所述水听器分别与所述采集系统连接。

在一种实现方式中，所述主动声源模块位于所述L型阵列的直角位置。

第二方面，本发明提供一种基于水声地声信息融合的浅海小目标探测方法，应用于如第一方面所述的基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统，包括：

控制海底节点模块布放第一海底节点和第二海底节点；其中，所述第一海底节点用于主动探测海水海底参数，所述第二海底节点用于被动探测浅海小目标；

通过所述第一海底节点主动探测主动声源模块的激发信号，并根据主动探测的信号计算水声速度参数和地震波参数，得到所述海水海底参数；

根据所述第二海底节点被动探测的信号确定所述浅海小目标的存在性；

根据所述第二海底节点的被动探测数据、所述水声速度参数以及所述地震波参数，计算及输出所述浅海小目标的位置。

在一种实现方式中，所述控制海底节点模块布放第一海底节点和第二海底节点，包括：

控制所述海底节点模块以L型等间距排列的方式布放所述第一海底节点；

控制所述海底节点模块以随机分布的方式布放所述第二海底节点。

在一种实现方式中，所述控制海底节点模块布放第一海底节点和第二海底节点，之后包括：

控制所述主动声源模块主动激发探测信号，并获取所述探测信号的激发时间与位置信息以及初始频段信息。

在一种实现方式中，所述通过所述第一海底节点主动探测主动声源模块的激发信号，并根据主动探测的信号计算水声速度参数和地震波参数，包括：

通过所述第一海底节点主动探测所述主动声源模块的激发信号；

将同一直线上的所述第一海底节点所探测的信号组成时间距离曲线，并根据组成的时间距离曲线，计算得到所述水声速度参数和所述地震波参数。

在一种实现方式中，所述根据组成的时间距离曲线，计算得到所述水声速度参数和所述地震波参数，包括：

选取水听器通道或者水平通道，并利用初至信号计算得到所述水声速度参数；

根据地震波传播特点选取地震计z轴通道信号，计算得到所述地震波参数。

在一种实现方式中，所述根据地震波传播特点选取地震计z轴通道信号，计算得到所述地震波参数，包括：

对每个第一海底节点进行小波变换时频分析，在时频图上选取激发频段内的能量最大点，得到对应的时间点；

根据每个第一海底节点的距离信息、对应的时间点以及对应的权重，进行线性拟合，得到所述地震波参数。

在一种实现方式中，所述根据所述第二海底节点被动探测的信号确定所述浅海小目标的存在性，包括：

获取所述第二海底节点的水听器通道信号与地震计z轴通道信号；

根据所述第二海底节点的水听器通道信号与地震计z轴通道信号，判断所述地震计z轴通道信号是否高于水声信号；

若为是，则判定存在所述浅海小目标。

在一种实现方式中，所述根据所述第二海底节点的被动探测数据、所述水声速度参数以及所述地震波参数，计算及输出所述浅海小目标的位置，包括：

根据每个所述第二海底节点的水听器通道信号与地震计z轴通道信号，结合所述水声速度参数以及所述地震波参数，计算每个所述第二海底节点与所述浅海小目标之间的距离；

根据每个第二海底节点求解的距离计算及输出所述浅海小目标的位置。

本发明采用上述技术方案具有以下效果：

本发明通过设置主动声源模块、海底节点模块、以及信号处理模块，可以利用主动探测的方式获得不同方向的水声地声速度参数，并周期性探测更新时间变化对水声地声速度的影响。同时随机布放节点用于被动探测，根据主动探测的数据，融合水声与地声信息进行浅海小目标距离的估计。本发明的系统将主动探测与被动探测相结合，利用水声信号与地声信号进行浅海小目标位置的探测，提高了探测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明的一种实现方式中基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统的结构示意图。

图2是本发明的一种实现方式中海底节点的结构示意图。

图3是本发明的一种实现方式中海底节点多通道信号显示示意图。

图4是本发明的一种实现方式中基于水声地声信息融合的浅海小目标探测方法的流程图。

图5是本发明的一种实现方式中激发声源位于海底节点线阵中间时海底节点X方向(a)、Y方向(b)的信号示意图。

图6是本发明的一种实现方式中4km海底节点X方向(a)、Y方向(b)的信号时频图。

图7是本发明的一种实现方式中海底节点X方向(a)、Y方向(b)数据拟合结果示意图。

图8是本发明的一种实现方式中海底节点X方向水声速度(a)、Y方向地声速度(b)的参数图。

图9是本发明的一种实现方式中实际应用场景下浅海小目标探测流程图。

图中：

100、主动声源模块；200、海底节点模块；300、信号处理模块；210、时钟；220、地震计；230、水听器；240、采集系统。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

示例性系统

随着科技的发展科技，目标隐身技术越来越成熟，单一水声探测目标对水听器等探测设备要求更高，对探测目标越来越难。目标移动会在海底产生地震波，可利用地震波信息进行目标探测，但地震波传播过程中存在信号衰减的现象，且容易受非目标信号干扰的影响；因此，针对单一的地震波信号进行浅海目标探测也是十分困难。

针对上述技术问题，本实施例中提供了一种基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统，该系统将主动探测与被动探测相结合，利用水声信号与地声信号进行浅海小目标位置的探测，提高了探测的准确性。

如图1所示，本发明实施例提供一种基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统，包括：

主动声源模块100，所述主动声源模块100设于海中部，用于主动激发探测信号，提供激发时间与位置信息以及初始频段信息；

海底节点模块200，所述海底节点模块200设于海底面，用于主动探测水声速度信号和地震波信号，以及用于被动探测浅海小目标的距离；

信号处理模块300，所述信号处理模块300设于海岸上，用于对所述海底节点模块200及所述主动声源模块100的信号进行处理，绘制多通道信号并挖掘信息，输出浅海海域的水声速度信息、地震波信息以及所述浅海小目标的位置信息；

所述海底节点模块200和所述主动声源模块100分别通过无线网络与所述信号处理模块300连接。

在本实施例中，所述海底节点模块200包括：N个第一海底节点；

N个所述第一海底节点以等间距的方式排列在海底面两个互相垂直的方向，形成L型阵列。

在本实施例中，所述海底节点模块200还包括：P个第二海底节点；

P个所述第二海底节点以随机分布的方式设于海底面。

如图2所示，在本实施例中，所述海底节点模块200中的各海底节点包括：时钟210、地震计220、水听器230以及采集系统240，所述时钟210、所述地震计220以及所述水听器230分别与所述采集系统240连接。

在本实施例中，所述主动声源模块100位于所述L型阵列的直角位置。

本实施例中的系统利用水听器对水声信息接收灵敏的特点，以及利用三轴地震计对地声信息(即地震波)接收较强的特点，综合二者优势，多通道显示声波信号，供工作者挖掘更多信息。

本实施例中的系统，可以通过L型海底节点阵列(即在两个互相垂直的方向等间距排放)进行主动探测，由主动声源模块激发信号，在处理模块进行水声速度、地震波速度(即海底面波)的估计。该系统每月主动更新一次数据，可以测得阵列覆盖区域随时间变化的水声速度、地震波速度。

在本实施例中，主动探测的水声速度、地震波速度，可为浅海小目标的被动探测提供实时的水声速度、地震波速度，根据被动探测的水声速度、地声速度，与其到达时间差对浅海小目标进行距离估计。该系统综合主动探测获取更准确的速度信息与基于水声地声融合的被动探测方法，更准确的实现浅海小目标探测。

在本实施例的一种实际的应用场景中，海底节点模块负责将节点布放至海底，单个节点由时钟、地震计、水听器、采集系统等主要器件组成(如图2所示)。主动声源模块可在主动探测时提供声源，提供激发时间与位置信息，信号初始频段信息等，主要在海中使用。信号处理模块位于岸上进行处理汇总节点的信息，绘制多通道信号并挖掘信息(如图3所示)。信号处理模块主要有海域水声地震波速度估计与小目标距离估计两部分。

在布放海底节点的过程中，海底节点L型等间距排列用于主动探测海水海底参数，一般间距50m，随机布放海底节点用于被动探测浅海小目标。主动探测声源位于L型阵列的直角位置产生激发信号，节点接收信号。一条直线上节点信号组成时间距离曲线(如图5所示)，进行水声地声速度估计。

如图9所示，基于水声地声信息融合浅海小目标探测系统的实现方法，包括以下步骤：

步骤S11，布设L型等间距节点；

步骤S12，通过主动声源激发信号，通过L型等间距节点采集水声信号、地声信号；

步骤S13，估计水声信号、地声信号；

步骤S14，布设随机节点；

步骤S15，通过随机节点的地震计与水听器信号分析目标的地声；

步骤S16，判断是否存在目标；若为是，则执行步骤S17；若为否，则执行步骤S15；

步骤S17，检测随机节点探测的水声信号、地声信号的时间差，估计目标距离；

步骤S18，输出目标位置信息。

本实施例通过上述技术方案达到以下技术效果：

本实施例通过设置主动声源模块、海底节点模块、以及信号处理模块，可以利用主动探测的方式获得不同方向的水声地声速度参数，并周期性探测更新时间变化对水声地声速度的影响。同时随机布放节点用于被动探测，根据主动探测的数据，融合水声与地声信息进行浅海小目标距离的估计。本实施例的系统将主动探测与被动探测相结合，利用水声信号与地声信号进行浅海小目标位置的探测，提高了探测的准确性。

示例性方法

如图4所示，本发明实施例提供一种基于水声地声信息融合的浅海小目标探测方法，包括以下步骤：

步骤S100，控制海底节点模块布放第一海底节点和第二海底节点。

在本实施例中，该基于水声地声信息融合的浅海小目标探测方法，通过上述基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统实现。

本实施例中的系统利用水听器对水声信息接收灵敏的特点，以及利用三轴地震计对地声信息(即地震波)接收较强的特点，综合二者优势，多通道显示声波信号，供工作者挖掘更多信息。

本实施例中的系统，可以通过L型海底节点阵列(即在两个互相垂直的方向等间距排放)进行主动探测，由主动声源模块激发信号，在处理模块进行水声速度、地震波速度(即海底面波)的估计。该系统每月主动更新一次数据，可以测得阵列覆盖区域随时间变化的水声速度、地震波速度。主动探测的水声速度、地震波速度，可为浅海小目标的被动探测提供实时的水声速度、地震波速度，根据被动探测的水声速度、地声速度，与其到达时间差对浅海小目标进行距离估计。该系统综合主动探测获取更准确的速度信息与基于水声地声融合的被动探测方法，更准确的实现浅海小目标探测。

在本实施例中，海底节点模块负责将节点布放至海底，单个节点由时钟、地震计、水听器、采集系统等主要器件组成(如图2所示)。主动声源模块可在主动探测时提供声源，提供激发时间与位置信息，信号初始频段信息等，主要在海中使用。信号处理模块位于岸上进行处理汇总节点的信息，绘制多通道信号并挖掘信息(如图3所示)。信号处理模块主要有海域水声地震波速度估计与小目标距离估计两部分。

具体地，在本实施例的一种实现方式中，步骤S100包括以下步骤：

步骤S110，控制所述海底节点模块以L型等间距排列的方式布放所述第一海底节点；

步骤S120，控制所述海底节点模块以随机分布的方式布放所述第二海底节点；

步骤S130，控制所述主动声源模块主动激发探测信号，并获取所述探测信号的激发时间与位置信息以及初始频段信息。

在本实施例中，第一海底节点(即L型阵列的节点)用于主动探测海水海底参数，第二海底节点(即随机节点)用于被动探测浅海小目标。

在本实施例中，可通过信号处理模块控制布放不同作用的海底节点；在控制海底节点模块布放海底节点的过程中，第一海底节点以L型等间距排列的方式布放，用于主动探测海水海底参数，一般间距50m；第二海底节点以随机分布的方式布放，用于被动探测浅海小目标。

主动探测声源位于L型阵列的直角位置，可在信号处理模块的控制下产生激发信号，该主动探测声源所激发的信号可被第一海底节点所接收，一条直线上第一海底节点所接收的节点信号可以组成时间距离曲线(如图5所示)，用于进行水声地声速度估计；例如，图5中(a)为激发声源位于海底节点线阵(即L型节点阵列)中间时海底节点X方向的信号，图5中(b)为该海底节点Y方向的信号。

在主动声源模块主动激发探测信号时，信号处理模块同时还获取探测信号的激发时间与位置信息以及初始频段信息，根据这些信息可以组成时间距离曲线，进而进行水声地声速度估计。

如图4所示，在本发明实施例的一种实现方式中，基于水声地声信息融合的浅海小目标探测方法还包括以下步骤：

步骤S200，通过所述第一海底节点主动探测主动声源模块的激发信号，并根据主动探测的信号计算水声速度参数和地震波参数，得到所述海水海底参数。

在本实施例中，第一海底节点用于主动探测主动声源模块的激发信号，以便于信号处理模块能够周期性地主动更新一次数据，可以测得阵列覆盖区域随时间变化的水声速度、地震波速度。主动探测的水声速度、地震波速度，可为浅海小目标的被动探测提供实时的水声速度、地震波速度。

具体地，在本实施例的一种实现方式中，步骤S200包括以下步骤：

步骤S210，通过所述第一海底节点主动探测所述主动声源模块的激发信号；

步骤S220，将同一直线上的所述第一海底节点所探测的信号组成时间距离曲线，并根据组成的时间距离曲线，计算得到所述水声速度参数和所述地震波参数。

如图6所示，在本实施例中，水声速度估计一般选取第一海底节点的水听器通道或者水平通道利用初至信号来估计水声，图6中(a)为水声速度信号。地声速度估计根据地声传播特点选取第一海底节点的地震计垂直振动方向(即地震计的z轴)信号来估计地声信号。

具体地，在本实施例的一种实现方式中，步骤S220包括以下步骤：

步骤S221，选取水听器通道或者水平通道，并利用初至信号计算得到所述水声速度参数；

步骤S222，根据地震波传播特点选取地震计z轴通道信号，计算得到所述地震波参数。

在本实施例中，图6中(b)所示为地声信号z轴，地震波参数的估计方法为：地声信号在单个节点的z轴通道中是能量最强的，由于容易受到其他信号的干扰，选择对单个节点进行小波变换时频分析。

具体地，在本实施例的一种实现方式中，步骤S222包括以下步骤：

步骤S222a，对每个第一海底节点进行小波变换时频分析，在时频图上选取激发频段内的能量最大点，得到对应的时间点；

步骤S222b，根据每个第一海底节点的距离信息、对应的时间点以及对应的权重，进行线性拟合，得到所述地震波参数。

在本实施例中，在进行小波变换时频分析的过程中，在时频图上选取激发频段内的能量最大点，可得到此处对应的时间点t_i,i＝1,2,…N，即每个节点地声到达时刻。

如图7所示，图7中(a)为L型海底节点X方向的数据拟合结果，图7中(b)为L型海底节点Y方向的数据拟合结果；信号处理模块再根据d_i,i＝1,2,…N(即每个节点的距离信息)，进行线性拟合。

由于距离越远信号信噪比越低，因此，本实施例中在拟合的过程中引入权重ω_i,i＝1,2,…N，避免远距离信号干扰速度估计准确度。权重依据每个节点地震信号能量进行分配。拟合直线斜率为速度的倒数，即可估计出地声速度。水声速度也按照此流程估计。可按月为周期，周期性主动探测来估计水声地声速度，如图8所示，图8中(a)为海底节点X方向水声速度参数，图8中(b)Y方向地声速度的参数。

如图4所示，在本发明实施例的一种实现方式中，基于水声地声信息融合的浅海小目标探测方法还包括以下步骤：

步骤S300，根据所述第二海底节点被动探测的信号确定所述浅海小目标的存在性。

在本实施例中，在主动探测得到水声速度参数和地震波参数后，继而通过被动探测的方式确定浅海小目标的存在性，以及在确定浅海小目标存在的情况下，进行目标位置的估计。

具体地，在本实施例的一种实现方式中，步骤S300包括以下步骤：

步骤S310，获取所述第二海底节点的水听器通道信号与地震计z轴通道信号；

步骤S320，根据所述第二海底节点的水听器通道信号与地震计z轴通道信号，判断所述地震计z轴通道信号是否高于水声信号；

步骤S330，若为是，则判定存在所述浅海小目标。

在本实施例中，可以根据随机布放的海底节点信号(即第二海底节点的信号)，分析目标是否存在。具体为：

依据第二海底节点中水听器通道信号与地震计的z轴通道信号进行判断，若判断z轴通道信号地声能量会明显高于水声信号，可判定存在目标。

在本实施例中，在判定存在所述浅海小目标后，可以经过时频变换，在第二海底节点的水听器通道时频图中，找到水声到达时刻t_w，在z轴通道时频图找到地声到达时刻t_sch，由周期测得水声v_w地声v_sch(即主动探测得到的水声速度参数和地震波参数)；

可得

化简即：

根据上述化简公式可以计算每个第二海底节点与浅海小目标之间的距离，进而对所有计算得到的距离进行处理，即可得到目标的位置。

如图4所示，在本发明实施例的一种实现方式中，基于水声地声信息融合的浅海小目标探测方法还包括以下步骤：

步骤S400，根据所述第二海底节点的被动探测数据、所述水声速度参数以及所述地震波参数，计算及输出所述浅海小目标的位置。

在本实施例中，通过被动探测的方式可以确定浅海小目标的存在性，然后结合第二海底节点的探测的水声速度参数、地震波参数，以及步骤S200中主动探测的信号计算水声速度参数和地震波参数，利用上述化简公式即可计算得到每个第二海底节点与浅海小目标距离。

具体地，在本实施例的一种实现方式中，步骤S400包括以下步骤：

步骤S410，根据每个所述第二海底节点的水听器通道信号与地震计z轴通道信号，结合所述水声速度参数以及所述地震波参数，计算每个所述第二海底节点与所述浅海小目标之间的距离；

步骤S420，根据每个第二海底节点求解的距离计算及输出所述浅海小目标的位置。

在本实施例中，根据每个随机节点求解的目标距离r_i,i＝1,2,…N，(N是随机节点数量)，进行目标位置的估计。进而，在信息处理中心输出目标位置信息。

如图9所示，基于水声地声信息融合浅海小目标探测系统的实现方法，包括以下步骤：

步骤S11，布设L型等间距节点；

步骤S12，通过主动声源激发信号，通过L型等间距节点采集水声信号、地声信号；

步骤S13，估计水声信号、地声信号；

步骤S14，布设随机节点；

步骤S15，通过随机节点的地震计与水听器信号分析目标的地声；

步骤S16，判断是否存在目标；若为是，则执行步骤S17；若为否，则执行步骤S15；

步骤S17，检测随机节点探测的水声信号、地声信号的时间差，估计目标距离；

步骤S18，输出目标位置信息。

本实施例通过上述技术方案达到以下技术效果：

本实施例通过设置主动声源模块、海底节点模块、以及信号处理模块，可以利用主动探测的方式获得不同方向的水声地声速度参数，并周期性探测更新时间变化对水声地声速度的影响。同时随机布放节点用于被动探测，根据主动探测的数据，融合水声与地声信息进行浅海小目标距离的估计。本实施例的系统将主动探测与被动探测相结合，利用水声信号与地声信号进行浅海小目标位置的探测，提高了探测的准确性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一非易失性存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。

综上，本发明提供了一种基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统及方法，包括：设于海中部的主动声源模块，用于主动激发探测信号，提供激发时间与位置信息以及初始频段信息；设于海底面的海底节点模块，用于主动探测水声速度信号和地震波信号，以及用于被动探测浅海小目标的距离；设于海岸上的信号处理模块，用于对海底节点模块及主动声源模块的信号进行处理，绘制多通道信号并挖掘信息，输出浅海海域的水声速度信息、地震波信息以及浅海小目标的位置信息；海底节点模块和主动声源模块分别通过无线网络与信号处理模块连接。本发明综合主动探测获取更准确的速度信息与基于水声地声融合的被动探测方式，更准确地实现浅海小目标探测。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统，其特征在于，包括：

主动声源模块，所述主动声源模块设于海中部，用于主动激发探测信号，提供激发时间与位置信息以及初始频段信息；

海底节点模块，所述海底节点模块设于海底面，用于主动探测水声速度信号和地震波信号，以及用于被动探测浅海小目标的距离；

信号处理模块，所述信号处理模块设于海岸上，用于对所述海底节点模块及所述主动声源模块的信号进行处理，绘制多通道信号并挖掘信息，输出浅海海域的水声速度信息、地震波信息以及所述浅海小目标的位置信息；

所述海底节点模块和所述主动声源模块分别通过无线网络与所述信号处理模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统，其特征在于，所述海底节点模块包括：N个第一海底节点；

N个所述第一海底节点以等间距的方式排列在海底面两个互相垂直的方向，形成L型阵列。

3.根据权利要求1所述的基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统，其特征在于，所述海底节点模块还包括：P个第二海底节点；

P个所述第二海底节点以随机分布的方式设于海底面。

4.根据权利要求1所述的基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统，其特征在于，所述海底节点模块中的各海底节点包括：时钟、地震计、水听器以及采集系统，所述时钟、所述地震计以及所述水听器分别与所述采集系统连接。

5.根据权利要求2所述的基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统，其特征在于，所述主动声源模块位于所述L型阵列的直角位置。

6.一种基于水声地声信息融合的浅海小目标探测方法，应用于如权利要求1～5任一项所述的基于水声地声信息融合的浅海小目标探测系统，其特征在于，包括：

控制海底节点模块布放第一海底节点和第二海底节点；其中，所述第一海底节点用于主动探测海水海底参数，所述第二海底节点用于被动探测浅海小目标；

通过所述第一海底节点主动探测主动声源模块的激发信号，并根据主动探测的信号计算水声速度参数和地震波参数，得到所述海水海底参数；

根据所述第二海底节点被动探测的信号确定所述浅海小目标的存在性；

根据所述第二海底节点的被动探测数据、所述水声速度参数以及所述地震波参数，计算及输出所述浅海小目标的位置。

7.根据权利要求6所述的基于水声地声信息融合的浅海小目标探测方法，其特征在于，所述控制海底节点模块布放第一海底节点和第二海底节点，包括：

控制所述海底节点模块以L型等间距排列的方式布放所述第一海底节点；

控制所述海底节点模块以随机分布的方式布放所述第二海底节点。

8.根据权利要求6所述的基于水声地声信息融合的浅海小目标探测方法，其特征在于，所述控制海底节点模块布放第一海底节点和第二海底节点，之后包括：

控制所述主动声源模块主动激发探测信号，并获取所述探测信号的激发时间与位置信息以及初始频段信息。

9.根据权利要求6所述的基于水声地声信息融合的浅海小目标探测方法，其特征在于，所述通过所述第一海底节点主动探测主动声源模块的激发信号，并根据主动探测的信号计算水声速度参数和地震波参数，包括：

通过所述第一海底节点主动探测所述主动声源模块的激发信号；

将同一直线上的所述第一海底节点所探测的信号组成时间距离曲线，并根据组成的时间距离曲线，计算得到所述水声速度参数和所述地震波参数。

10.根据权利要求9所述的基于水声地声信息融合的浅海小目标探测方法，其特征在于，所述根据组成的时间距离曲线，计算得到所述水声速度参数和所述地震波参数，包括：

选取水听器通道或者水平通道，并利用初至信号计算得到所述水声速度参数；

根据地震波传播特点选取地震计z轴通道信号，计算得到所述地震波参数。

11.根据权利要求10所述的基于水声地声信息融合的浅海小目标探测方法，其特征在于，所述根据地震波传播特点选取地震计z轴通道信号，计算得到所述地震波参数，包括：

对每个第一海底节点进行小波变换时频分析，在时频图上选取激发频段内的能量最大点，得到对应的时间点；

根据每个第一海底节点的距离信息、对应的时间点以及对应的权重，进行线性拟合，得到所述地震波参数。

12.根据权利要求6所述的基于水声地声信息融合的浅海小目标探测方法，其特征在于，所述根据所述第二海底节点被动探测的信号确定所述浅海小目标的存在性，包括：

获取所述第二海底节点的水听器通道信号与地震计z轴通道信号；

根据所述第二海底节点的水听器通道信号与地震计z轴通道信号，判断所述地震计z轴通道信号是否高于水声信号；

若为是，则判定存在所述浅海小目标。

13.根据权利要求6所述的基于水声地声信息融合的浅海小目标探测方法，其特征在于，所述根据所述第二海底节点的被动探测数据、所述水声速度参数以及所述地震波参数，计算及输出所述浅海小目标的位置，包括：

根据每个所述第二海底节点的水听器通道信号与地震计z轴通道信号，结合所述水声速度参数以及所述地震波参数，计算每个所述第二海底节点与所述浅海小目标之间的距离；

根据每个第二海底节点求解的距离计算及输出所述浅海小目标的位置。

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