專利名稱：基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水聲通信技術(shù)中的水下目標(biāo)定位，具體地說(shuō)，涉及一種基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位方法和裝置。
背景技術(shù)：
水聲定位技術(shù)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景，它始終是一個(gè)倍受關(guān)注的重大課題。對(duì)于軍事系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，水聲定位技術(shù)有助于對(duì)目標(biāo)的正確估計(jì)和精確打擊，為最終摧毀、消滅對(duì)方提供有力的手段。對(duì)于民用事業(yè)，如海洋開發(fā)、漁業(yè)資源的探測(cè)和開發(fā)、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、海上科學(xué)考察、水下機(jī)器人導(dǎo)航，水聲定位技術(shù)可以為目標(biāo)提供可靠的服務(wù)，乃至起到安全保障的作用等。(水下定位導(dǎo)航是一切海洋開發(fā)活動(dòng)和海洋高技術(shù)發(fā)展的基本前提，水下運(yùn)動(dòng)載體或設(shè)備平臺(tái)是海洋開發(fā)的重要工具，在實(shí)際應(yīng)用中為了確定其在水下的具體位置，常需要對(duì)其定位。)由于電磁波在水中衰減嚴(yán)重，陸地GPS系統(tǒng)不適用于水下目標(biāo)的定位，而聲波在水中具有良好的傳播特性，所以目前的水下定位技術(shù)一般以聲波為媒介。水下聲定位系統(tǒng)[1- 4]是指利用水下聲波進(jìn)行定位的系統(tǒng)，一般簡(jiǎn)稱為水聲定位系統(tǒng)。水聲定位系統(tǒng)的基本組成部分為基元，基元間的連線稱為基線。參照[I]，根據(jù)接收基陣中基線長(zhǎng)度來(lái)分類，水聲定位系統(tǒng)可以分為短基線(Short Baseline, SBL)、超短基線(Ultra Short Base line, USBL 或 Super Short Baseline, SSBL)和長(zhǎng)基線(Long Baseline, LBL)定位系統(tǒng),還有一種定位系統(tǒng)就是他們之間的組合構(gòu)成的水聲定位系統(tǒng)。水聲定位系統(tǒng)的實(shí)質(zhì)是利用沿不同距離路徑傳播的水下聲脈沖的時(shí)間差或者相位差估計(jì)目標(biāo)到接收陣列的距離或者距離差，再利用陣元間的幾何關(guān)系解算出目標(biāo)的相對(duì)位置。這些系統(tǒng)都存在缺陷[5]，如長(zhǎng)基線系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于系統(tǒng)復(fù)雜，操作繁瑣，聲基陣數(shù)量巨大，費(fèi)用昂貴，需要長(zhǎng)時(shí)間布設(shè)和收回海底聲基陣，需要對(duì)海底聲基陣校準(zhǔn)測(cè)量；短基線的主要缺點(diǎn)是深水測(cè)量要達(dá)到高的精度，基線長(zhǎng)度一般需要大于40m，系統(tǒng)安裝時(shí)，換能器需在船塢嚴(yán)格校準(zhǔn)；超短基線的主要缺點(diǎn)是定位精度低，系統(tǒng)安裝后的校準(zhǔn)需要非常準(zhǔn)確，而這往往難以達(dá)到，測(cè)量目標(biāo)的絕對(duì)位置精度依賴于外圍設(shè)備精度——電羅經(jīng)、姿態(tài)傳感器和深度傳感器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在針對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種簡(jiǎn)便的，功耗小的基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位方法和裝置。多普勒效應(yīng)是指物體輻射的波長(zhǎng)因?yàn)椴ㄔ春陀^測(cè)者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生變化。在運(yùn)動(dòng)的波源前面，波被壓縮，波長(zhǎng)變得較短，頻率變得較高；當(dāng)運(yùn)動(dòng)在波源后面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相反的效應(yīng)。本發(fā)明觀察點(diǎn)設(shè)置的接收陣列做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，接收到被測(cè)點(diǎn)發(fā)射出的聲信號(hào)，產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，通過(guò)其在勻速圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不同的頻率現(xiàn)象來(lái)對(duì)水下目標(biāo)的位置定位。本發(fā)明目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位裝置，包括第一圓盤、第二圓盤、第三圓盤、水聲陣列信號(hào)收發(fā)器、GPS接收器、第一微處理器和信號(hào)接收發(fā)射器；所述第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤分別位于三個(gè)相互正交的平面上，分別與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置連接；三個(gè)水聲陣列信號(hào)收發(fā)器分別位于第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤上；信號(hào)接收發(fā)射器位于水下定位目標(biāo)上；第一微處理器分別與水聲陣列信號(hào)收發(fā)器、GPS接收器和信號(hào)接收發(fā)射器信號(hào)連接；水聲陣列信號(hào)收發(fā)器和信號(hào)接收發(fā)射器與第一微處理器信號(hào)連接；第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤的中心點(diǎn)位于同一條直線上；第一圓盤、第二圓盤、第三圓盤、水聲陣列信號(hào)收發(fā)器、GPS接收器和第一微處理器組成船載測(cè)量裝置，設(shè)置在船體上。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，所述位于水下目標(biāo)上的信號(hào)接收發(fā)射器電路包括依次連接的接收換能器、放大器、帶通濾波器、信號(hào)檢測(cè)器、第二微處理器、信號(hào)生成器和發(fā)射換能器；信號(hào)接收發(fā)射器還包括信道監(jiān)聽器，接收換能器通過(guò)信道監(jiān)聽器直接與第二微處理器連接；所述帶通濾波器為有源帶通濾波器電路。所述帶通濾波器包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一電容、第二電容，放大器；第一電阻、第一電容組成的低通濾波電路和由第二電容、第二電阻組成的高通濾波電路接入放大器正相輸入端；放大器的反相輸入端經(jīng)第四電阻接地；第三電阻一端與放大器的輸出端，另一端與低通濾波電路和高通濾波電路連接；第五電阻一端與放大器358的輸出端,另一端與放大器的反相輸入端連接。所述第一圓盤位于豎直平面上，第二圓盤位于水平面上，第三圓盤位于與水平面和豎直平面相互正交平面上。 所述第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤的半徑優(yōu)選為0.5 - 3m。所述第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤的半徑相同，且相鄰兩個(gè)圓盤中心點(diǎn)之間的間距為2倍半徑值+10cm。所述水聲陣列信號(hào)收發(fā)器分別安裝在第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤的外緣上。應(yīng)用上述裝置的基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位方法，包括如下步驟:I)當(dāng)水下目標(biāo)需要了解自身的位置信息時(shí)，通過(guò)設(shè)置在水下目標(biāo)上的信號(hào)接收發(fā)射器向船載測(cè)量裝置的水聲陣列信號(hào)收發(fā)器發(fā)送水聲定位請(qǐng)求信號(hào)；2)船載測(cè)量裝置上的水聲陣列信號(hào)收發(fā)器在收到信號(hào)接收發(fā)射器發(fā)送的信號(hào)后，把水下定位請(qǐng)求信號(hào)傳送到控制中心第一微處理器并發(fā)射定位請(qǐng)求回饋信號(hào)，第一微處理器控制啟動(dòng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤，水聲陣列信號(hào)收發(fā)器，GPS接收器；3)第一微處理器利用GPS接收器確定船體的三維坐標(biāo)，利用微處理器提供的信號(hào)頻率和多普勒頻率信息，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)融合從而確定水下目標(biāo)在大地坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)；4)第一微處理器把水下目標(biāo)的位置信息通過(guò)水聲陣列信號(hào)收發(fā)器發(fā)送給設(shè)置在水下目標(biāo)上的信號(hào)接收發(fā)射器。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果:1.本發(fā)明充分利用了多普勒效應(yīng)，只通過(guò)測(cè)量聲波信號(hào)頻率的多普勒頻差來(lái)定位，避免了傳統(tǒng)水聲定位系統(tǒng)所采用的基于時(shí)延差或相位差來(lái)對(duì)水下目標(biāo)的定位方法的復(fù)雜性。
2.本發(fā)明只在接收到來(lái)自水下目標(biāo)的定位請(qǐng)求后才工作，當(dāng)沒有來(lái)自水下目標(biāo)的定位請(qǐng)求時(shí)，除了水聲收聽器外，其他模塊均處于休眠狀態(tài)，功耗小可延長(zhǎng)電池壽命。


圖1為基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中船載測(cè)量裝置信號(hào)連接關(guān)系示意圖；圖3為圖1中船載測(cè)量裝置通信模式圖；圖4為信號(hào)接收發(fā)射器的組成示意圖；圖5為帶通濾波器的電路圖；圖6為多普勒效應(yīng)原理介紹簡(jiǎn)圖；圖7為水下目標(biāo)上的水聲收發(fā)器接收信號(hào)工作流程；圖8為船載測(cè)量裝置工作流程圖；圖9為船載測(cè)量裝置對(duì)水下目標(biāo)的定位流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施方式表述的范圍，凡是根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行技術(shù)方案等同的變換，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1、2所示，基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位裝置，包括第一圓盤1、第二圓盤
2、第三圓盤3、水聲陣列信號(hào)收發(fā)器4、GPS接收器5、第一微處理器6和信號(hào)接收發(fā)射器7 ；第一圓盤1、第二圓盤2和第三圓盤3分別位于三個(gè)相互正交的平面上，分別與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置連接，使三個(gè)圓盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；第一圓盤I位于豎直平面上，第二圓盤2位于水平面上，第三圓盤3位于與水平面和豎直平面相互正交平面上；三個(gè)水聲陣列信號(hào)收發(fā)器4分別位于第一圓盤1、第二圓盤2和第三圓盤3上，與圓盤一起分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；三個(gè)正交圓盤為水聲陣列收發(fā)器4提供運(yùn)動(dòng)軌道。信號(hào)接收發(fā)射器7位于水下定位目標(biāo)上；第一微處理器6分別與水聲陣列信號(hào)收發(fā)器4、GPS接收器5和信號(hào)接收發(fā)射器7信號(hào)連接；水聲陣列信號(hào)收發(fā)器4和信號(hào)接收發(fā)射器7與第一微處理器6信號(hào)連接；第一圓盤1、第二圓盤2和第三圓盤3的半徑優(yōu)選為0.5 _3m，水聲陣列信號(hào)收發(fā)器4優(yōu)選安裝在第一圓盤1、第二圓盤2和第三圓盤3的外緣上。第一圓盤1、第二圓盤2和第三圓盤3的中心點(diǎn)位于同一條直線上，為避免三個(gè)圓盤接收到的信號(hào)多普勒效應(yīng)不明顯，優(yōu)選第一圓盤1、第二圓盤2和第三圓盤3的半徑相同，且相鄰兩個(gè)圓盤中心點(diǎn)之間的間距為2倍半徑值+10cm。第一圓盤1、第二圓盤2、第三圓盤3、水聲陣列信號(hào)收發(fā)器4、GPS接收器5和第一微處理器6組成船載測(cè)量裝置，設(shè)置在船體上；位于水下定位目標(biāo)上的信號(hào)接收發(fā)射器7通過(guò)聲波與船載測(cè)量裝置的第一微處理器6進(jìn)行通信。如圖3所示，水聲陣列信號(hào)收發(fā)器4其通過(guò)數(shù)據(jù)線、地址線和控制線與第一微處理器6連接，負(fù)責(zé)監(jiān)聽來(lái)自水下目標(biāo)的定位請(qǐng)求及把定位結(jié)果發(fā)送回給水下目標(biāo)；第一微處理器6通過(guò)數(shù)據(jù)線和控制線與水聲陣列接收器4連接，用于完成接收信號(hào)的預(yù)處理及聲波信號(hào)的多普勒頻率計(jì)算；GPS接收器5通過(guò)數(shù)據(jù)線，地址線和控制線與第一微處理器6，用于接收由衛(wèi)星和GPS基準(zhǔn)站的信號(hào)，從而確定船體在大地坐標(biāo)系下的位置；第一微處理器6是控制中心，當(dāng)其接到來(lái)自信號(hào)接收發(fā)射器7傳來(lái)的定位請(qǐng)求信息后，啟動(dòng)GPS接收器5、勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的三個(gè)圓盤上的水聲陣列信號(hào)接收器4工作，把第一微處理器6提供的聲波多普勒頻率，結(jié)合GPS接收器5提供的船體位置信息進(jìn)行數(shù)據(jù)融合從而確定水下目標(biāo)的位置信息，再通過(guò)水聲陣列信號(hào)收發(fā)器4發(fā)送定位結(jié)果；信號(hào)接收發(fā)射器7用于向水聲陣列信號(hào)收發(fā)器4傳遞位置請(qǐng)求信號(hào)及發(fā)送用于定位的超聲波信號(hào)。如圖4所示，位于水下目標(biāo)上的信號(hào)接收發(fā)射器7電路包括依次連接的接收換能器、放大器、帶通濾波器、信號(hào)檢測(cè)器、第二微處理器、信號(hào)生成器和發(fā)射換能器；信號(hào)接收發(fā)射器7還包括信道監(jiān)聽器，接收換能器通過(guò)信道監(jiān)聽器直接與第二微處理器連接；信道監(jiān)聽器為一個(gè)普通的超聲波信號(hào)換能器，選型號(hào)TCRT40-16，用于捕獲和監(jiān)聽信道的狀態(tài)，當(dāng)檢測(cè)掃信道空閑時(shí)才允許第二微處理器產(chǎn)生信號(hào)并通過(guò)發(fā)送換能器發(fā)送相應(yīng)數(shù)據(jù)；信號(hào)檢測(cè)器一端通過(guò)帶通濾波器與放大器連接，另一端和第二微處理器連接，用于對(duì)接收換能器接收的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，判斷接收的信號(hào)是否是定位請(qǐng)求回饋信號(hào)；第二微處理器是該部分的控制中心，與信號(hào)生成器，信號(hào)檢測(cè)器及信道監(jiān)聽部分連接，接收信號(hào)檢測(cè)器的判斷結(jié)果決定確定信號(hào)類型再做出響應(yīng)。第二微處理器可選擇MCU芯片STM8S103F3。放大器選用音頻功率放大器LM386搭建；信號(hào)檢測(cè)器與信號(hào)監(jiān)聽器相同的結(jié)構(gòu)相同。接收換能器和發(fā)射換能器都可選用西湖牌，型號(hào)XIHU -3002202ABS換能器。水聲陣列信號(hào)收發(fā)器優(yōu)選西湖牌4*4排列的超聲波發(fā)射接收器，型號(hào)XIHU - 3002202ABS。帶通濾波器為有源帶通濾波器電路，優(yōu)選如圖5所示，帶通濾波器包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一電容Cl、第二電容C2,放大器358 ;第一電阻R1、第一電容Cl組成的低通濾波電路和第二電容C2、第二電阻R2組成的高通濾波電路接入放大器358正相輸入端；放大器358的反相輸入端經(jīng)第四電阻R4接地；第三電阻R3 —端與放大器358的 輸出端，另一端與低通濾波電路和高通濾波電路連接；第五電阻R5 —端與放大器358的輸出端,另一端與放大器358的反相輸入端連接；信號(hào)通過(guò)第一電阻R1、第一電容Cl組成的低通濾波電路和第二電容C2、第二電阻R2組成的高通濾波電路接入放大器358正相輸入端；經(jīng)過(guò)第三電阻R3和第五電阻R5分別為反相輸入端和正相輸入端提供反饋信號(hào)。有源帶通濾波器電路中心頻率f0可控制Wie40kHz，優(yōu)選的第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第五電阻R5、第一電容Cl的第二電容C2的阻值參數(shù)選擇如下:R1=R2=R3=5.6K，R4=10K, R5=20K, Cl=C2=lnF。(這一段請(qǐng)審查表示是否準(zhǔn)確)作為控制中心的第一微處理器6優(yōu)選MCU芯片STM8S103F3，第一微處理器協(xié)調(diào)各組成部件工作并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)融合模塊功能；水聲陣列信號(hào)收發(fā)器4在第一微處理器6的控制下實(shí)現(xiàn)定位請(qǐng)求檢測(cè)及發(fā)送定位結(jié)果功能，當(dāng)處于定位過(guò)程時(shí)，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤上的水聲陣列信號(hào)收發(fā)器4接收聲波信號(hào)并由微處理器6處理所接收到的信號(hào)；第一微處理器6與水聲陣列信號(hào)收發(fā)器4共同完成接收信號(hào)和陣列信號(hào)處理模塊的功能；GPS接收器5實(shí)現(xiàn)確定船體位置信息的功能。水聲陣列信號(hào)收發(fā)器4接收到的信號(hào)與GPS接收器5接收到的數(shù)據(jù)共同傳輸給第一微處理器6。如圖1、6所示，處于正交平面上的三個(gè)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤上的水聲陣列信號(hào)收發(fā)器4各自接收聲波信號(hào)并將收到的信號(hào)傳送到第一微處理器6處理，由于多普勒效應(yīng)的影響，微處理器6接收到的聲波信號(hào)頻率f并不等于固定頻率A，即水聲陣列信號(hào)收發(fā)器4 (超聲波信號(hào)接收發(fā)射器)發(fā)射出的信號(hào)的頻率fo。根據(jù)多普勒頻移公式，得到三個(gè)接收頻率f’、f/、f2’，表達(dá)式為:
權(quán)利要求
1.基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位裝置，其特征在于包括第一圓盤、第二圓盤、第三圓盤、水聲陣列信號(hào)收發(fā)器、GPS接收器、第一微處理器和信號(hào)接收發(fā)射器；所述第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤分別位于三個(gè)相互正交的平面上，分別與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置連接；三個(gè)水聲陣列信號(hào)收發(fā)器分別位于第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤上；信號(hào)接收發(fā)射器位于水下定位目標(biāo)上；第一微處理器分別與水聲陣列信號(hào)收發(fā)器、GPS接收器和信號(hào)接收發(fā)射器信號(hào)連接；水聲陣列信號(hào)收發(fā)器和信號(hào)接收發(fā)射器與第一微處理器信號(hào)連接；第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤的中心點(diǎn)位于同一條直線上； 第一圓盤、第二圓盤、第三圓盤、水聲陣列信號(hào)收發(fā)器、GPS接收器和第一微處理器組成船載測(cè)量裝置，設(shè)置在船體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位裝置，其特征在于:所述位于水下目標(biāo)上的信號(hào)接收發(fā)射器電路包括依次連接的接收換能器、放大器、帶通濾波器、信號(hào)檢測(cè)器、第二微處理器、信號(hào)生成器和發(fā)射換能器；信號(hào)接收發(fā)射器還包括信道監(jiān)聽器，接收換能器通過(guò)信道監(jiān)聽器直接與第二微處理器連接；所述帶通濾波器為有源帶通濾波器電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位裝置，其特征在于:所述有源帶通濾波器電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第一電容、第二電容，放大器；第一電阻、第一電容組成的低通濾波電路和由第二電容、第二電阻組成的高通濾波電路接入放大器正相輸入端；放大器的反相輸入端經(jīng)第四電阻接地；第三電阻一端與放大器的輸出端，另一端與低通濾波電路和高通濾波電路連接；第五電阻一端與放大器358的輸出端,另一端與放大器的反相輸入端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位裝置，其特征在于:所述第一圓盤位于豎直平面上，第二圓盤位于水平面上，第三圓盤位于與水平面和豎直平面相互正交平面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位裝置，其特征在于:所述第一圓盤、第二圓盤和第三 圓盤的半徑為0.5 - 3m。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位裝置，其特征在于:所述第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤的半徑相同，且相鄰兩個(gè)圓盤中心點(diǎn)之間的間距為2倍半徑值 +10cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位裝置，其特征在于:所述水聲陣列信號(hào)收發(fā)器分別安裝在第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤的外緣上。
8.應(yīng)用權(quán)利要求所述裝置的基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位方法，其特征在于包括如下步驟: 1)當(dāng)水下目標(biāo)需要了解自身的位置信息時(shí)，通過(guò)設(shè)置在水下目標(biāo)上的信號(hào)接收發(fā)射器向船載測(cè)量裝置的水聲陣列信號(hào)收發(fā)器發(fā)送水聲定位請(qǐng)求信號(hào)； 2)船載測(cè)量裝置上的水聲陣列信號(hào)收發(fā)器在收到信號(hào)接收發(fā)射器發(fā)送的信號(hào)后，把水下定位請(qǐng)求信號(hào)傳送到控制中心第一微處理器并發(fā)射定位請(qǐng)求回饋信號(hào)，第一微處理器控制啟動(dòng)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤，水聲陣列信號(hào)收發(fā)器，GPS接收器； 3)第一微處理器利用GPS接收器確定船體的三維坐標(biāo)，利用微處理器提供的信號(hào)頻率和多普勒頻率信息，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)融合從而確定水下目標(biāo)在大地坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)；4)第一微處理器把水下目標(biāo)的位置信息通過(guò)水聲陣列信號(hào)收發(fā)器發(fā)送給設(shè)置在水下目標(biāo)上的信號(hào)接收 發(fā)射器。
全文摘要
本發(fā)明公開了基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位方法和裝置，該裝置的第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤分別位于三個(gè)相互正交的平面上，分別與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置連接；三個(gè)水聲陣列信號(hào)收發(fā)器分別位于第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤上；信號(hào)接收發(fā)射器位于水下定位目標(biāo)上；第一微處理器分別與水聲陣列信號(hào)收發(fā)器、GPS接收器和信號(hào)接收發(fā)射器信號(hào)連接；水聲陣列信號(hào)收發(fā)器和信號(hào)接收發(fā)射器與第一微處理器信號(hào)連接；第一圓盤、第二圓盤和第三圓盤的中心點(diǎn)位于同一條直線上；本發(fā)明利用了多普勒效應(yīng)，只通過(guò)測(cè)量聲波信號(hào)頻率的多普勒頻差來(lái)定位，避免了傳統(tǒng)水聲定位系統(tǒng)所采用的基于時(shí)延差或相位差來(lái)對(duì)水下目標(biāo)的定位方法的復(fù)雜性。
文檔編號(hào)G01S15/06GK103226198SQ20131008225
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者史景倫, 張楠, 徐初杰, 李詠梅 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)