CN217879636U - 一种基于多波束测探仪的超短基线定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于多波束测探仪的超短基线定位装置，解决了常规测探仪与基线定位器设备相互独立，功能不能结合，对船舶安装空间要求高等问题，其主要技术方案是包括探测单元与基线定位单元，所述探测单元包括发射基阵与接收基阵，所述发射基阵上设有一体式的定位基阵，所述定位基阵与接收基阵成垂直排列，其用以基线定位单元位置检测，所述定位基阵包括至少两个的接收水听器，本申请将水下探测的多波束声纳系统与用于水下定位的超短基线定位系统合二为一，仅需要装备一套水下声纳基阵与硬件设备，即可以实现两种不同的功能，承担不同的海洋科考任务，节省了购买安装两套设备的开支，节约设备安装空间。

Description

一种基于多波束测探仪的超短基线定位装置

技术领域

本实用新型涉及水下探测定位技术领域，更具体地说，它涉及一种基于多波束测探仪的超短基线定位装置。

背景技术

近年来，随着国家将建设海洋强国作为重要的战略目标，海洋科学考察探测任务日益繁重，越来越多的科考船舶搭载了如多波束测深仪、超短基线定位、侧扫声纳、浅层剖面仪等各式水中声学设备。

但随之而来的问题是多套设备需要占用很多船舶安装空间，船底固定安装的位置有限，如采用舷边临时安装或拖曳式则布放、回收等工作繁琐，不同声学设备间还存在互相干扰的情况。

实用新型内容

为克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种能够实现发射换能器探测与接收水听器定位物体功能于一体的基于多波束测探仪的超短基线定位装置。

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于多波束测探仪的超短基线定位装置，包括探测单元与基线定位单元，所述探测单元包括发射基阵与接收基阵，所述发射基阵上设有一体式的定位基阵，所述定位基阵与接收基阵成垂直排列，其用以基线定位单元位置检测，所述定位基阵包括至少两个的接收水听器。

进一步的，所述发射基阵包括多个发射换能器，所述接收水听器与发射换能器通过共用同一换能器实现一体化，所述接收水听器与发射换能器通过控制单元切换。

进一步的，所述控制单元包括控制电路、继电器、功率放大器与前置放大电路，所述换能器通过继电器分别与功率放大器与前置放大电路电连接，所述控制电路用以控制继电器切换。

进一步的，所述接收水听器可独立设置在发射基阵上。

进一步的，所述接收基阵包括多个接收换能器。

进一步的，所述定位基阵位置与发射基阵位置依次对应。

本实用新型的有益效果是，将水下探测的多波束声纳系统与用于水下定位的超短基线定位系统合二为一，设备安装空间更小，超短基线定位系统能够调用多波束测深仪的声速传感器，精确获取声纳基阵附近的声速数据，有效提高系统的定位精度。

附图说明

图1为本实用新型一较佳实施例1的总体结构示意图；

图2为本实用新型一较佳实施例1控制单元的电路结构示意图；

图3为本实用新型一较佳实施例1基线定位单元测距示意图；

图4为本实用新型一较佳实施例2的总体结构示意图；

图中：1、探测单元；2、基线定位单元；3、发射基阵；4、接收基阵；5、定位基阵；6、接收水听器；7、发射换能器；8、换能器；9、控制单元；91、控制电路；92、继电器；93、功率放大器；94、前置放大电路；10、接收换能器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

实施例1：

参见附图1所示，本实施例中的一种基于多波束测探仪的超短基线定位装置，包括探测单元1与基线定位单元2，探测单元1包括发射基阵3与接收基阵4，发射基阵3上还设有一体式的定位基阵5，定位基阵5与接收基阵4成垂直排列，其用以基线定位单元2位置检测，定位基阵5包括至少两个的接收水听器6。

区别于市面上常见的十字多波束探测仪，在本方案中，对于十字多波仪即探测单元1内的发射基阵3，还设有一体式的定位基阵5，通过至少两个以上的接收水听器6配合接收基阵4实现水下物体的定位功能，将原先市面上独立的超短基线定位仪器与测探仪器相结合，节省了购买安装两套设备的开支，节约设备安装空间。

如图1和图2所示，发射基阵3包括多个发射换能器7，接收水听器6与发射换能器7通过共用同一换能器8实现一体化，接收水听器6与发射换能器7通过控制单元9切换。

控制单元9包括控制电路91、继电器92、功率放大器93与前置放大电路94，换能器8通过继电器92分别与功率放大器93与前置放大电路94电连接，控制电路91用以控制继电器92切换。

如图1所示，接收基阵4包括多个的接收换能器10，定位基阵5位置与发射基阵3位置依次对应。

具体如何实现超短基线定位仪器功能的结合，方式可包括多种，在本实施例中，详细以电控的方式为例，将发射换能器7与接收水听器6共用同一换能器8，电路控制方面，通过控制电路91结合双向式的继电器92实现换能器8的切换，当换能器8与功率放大器93接通时，此时，发射基阵3上作为发射换能器7使用，配合原先线性排列的接收换能器10的接收基阵4，实现声波信号的传递接收，完成水下测探工作，电控方式可为多种，不以此实施例中为局限。

而当继电器92切换后，换能器8与前置放大电路94接通，此时换能器8作为接收水听器6使用，切换过程通过内部常见压电陶瓷材料，接通位置不同时，压电陶瓷分别用以震动发声和接收外部震动传声，接收水听器6通过检测水下传声结合内部计算定位水下物体位置，垂直排列的方式能够实现平面双轴的定位。

计算过程如图3所示，已知两个水听器或两个接收换能器的间距为d，由多波束测深仪的声速传感器获取声速数据C，通过获取接发射基阵3上两个换能器8之间接收到的回波信号时间差Δt，从而经过三角函数：

sinα＝(C*Δt)/d

即可以计算出∠α的角度值，即计算出定位物体与基阵的相对角度关系，再通过对回波信号传播时间的计算即可以获取定位物体的具体位置。

实施例2：

如图4所示，接收水听器可独立设置在发射基阵3上，在原先发射基阵3上单独设置接收水听器6，此时接收水听器6与发射换能器7相互独立，不共用换能器，各自实现发射接收工作，由接收水听器6配合原接收基阵4实现水下物体定位。

以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于多波束测探仪的超短基线定位装置，包括探测单元与基线定位单元，所述探测单元包括发射基阵与接收基阵，其特征在于：所述发射基阵上设有一体式的定位基阵，所述定位基阵与接收基阵成垂直排列，其用以基线定位单元位置检测，所述定位基阵包括至少两个的接收水听器。

2.根据权利要求1所述的一种基于多波束测探仪的超短基线定位装置，其特征在于：所述发射基阵包括多个发射换能器，所述接收水听器与发射换能器通过共用同一换能器实现一体化，所述接收水听器与发射换能器通过控制单元切换。

3.根据权利要求2所述的一种基于多波束测探仪的超短基线定位装置，其特征在于：所述控制单元包括控制电路、继电器、功率放大器与前置放大电路，所述换能器通过继电器分别与功率放大器与前置放大电路电连接，所述控制电路用以控制继电器切换。

4.根据权利要求1所述的一种基于多波束测探仪的超短基线定位装置，其特征在于：所述接收水听器可独立设置在发射基阵上。

5.根据权利要求1所述的一种基于多波束测探仪的超短基线定位装置，其特征在于：所述接收基阵包括多个接收换能器。

6.根据权利要求1所述的一种基于多波束测探仪的超短基线定位装置，其特征在于：所述定位基阵位置与发射基阵位置依次对应。

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