专利汇可以提供一种一体化多波束测深装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种一体化多波束测深装置,属于 水 下测绘领域。具体来说该装置由水下声学系统、水上 信号 处理机和控制计算机三部分组成。该装置最大的特点在于水下声学系统中专 门 设计的信息采集与控制单元和 同步信号 生成单元对声纳数据、表面声速数据、 姿态 数据、静水压 力 以及 温度 数据实现了完全同步式的实时采集,同时数据实时传输到水上 信号处理 机中与GNSS(全球导航卫 星系 统)和气压数据进行有机融合,从而实现所有数据的同时间、同空间和同姿态的采集和处理。该装置在使用过程中无需再配合额外的 传感器 及额外标校流程即可实现高 精度 水下测绘,因此可广泛适用于水下地形以及各类水下结构物、管线的精细三维测绘等领域,能快速测量水下三维地形。,下面是一种一体化多波束测深装置专利的具体信息内容。
1.一种一体化多波束测深装置,其特征在于该装置由水下声学系统(101)、水上信号处理机(102)和控制计算机(103)三个主要部分组成,其中水下声学系统(101)和水上信号处理机(102)通过水密电缆(104)进行连接;水上信号处理机(102)和控制计算机(103)通过以太网线(105)进行连接;水下声学系统(101)包括同步信号生成单元(107)、信息采集与控制单元(106)、网络通信单元2(108)、声速传感器(109)、温度传感器(110)、压力传感器(111)、姿态传感器(112)、罗经(113)、多通道阵列信号接收单元(114)、多通道接收换能器阵(115)、多通道阵列信号发生单元(116)和多通道发射换能器阵(117),其中,多通道接收换能器阵(115)、多通道阵列信号接收单元(114)和信息采集与控制单元(106)依次相连,多通道发射换能器阵(117)、多通道阵列信号发生单元(116)和信息采集与控制单元(106)依次相连,同步信号生成单元(107)、网络通信单元2(108)、声速传感器(109)、温度传感器(110)、压力传感器(111)、姿态传感器(112)、罗经(113)分别和信息采集与控制单元(106)单独相连;水上信号处理机(102)包括信号处理单元(118)、网络通信单元1(119)、网络交换机(120)、气压传感器(121)、通信与控制单元(122)、GNSS天线(124)和GNSS模块(123),其中,信号处理单元(118)、网络通信单元1(119)和网络交换机(120)依次相连,气压传感器(121)、通信与控制单元(122)和网络交换机(120)依次相连;GNSS天线(124)与水上信号处理机(102)中的GNSS模块(123)、通信与控制单元(122)依次相连;水上信号处理机(102)中的通信与控制单元(122)与水下声学系统(101)中的同步信号生成单元(107)通过位于水密电缆(104)中的数据与控制线相连;水上信号处理机(102)中的网络交换机(120)与水下声学系统(101)中的网络通信单元2(108)通过位于水密电缆(104)中的数据线相连。
2.如权利要求1所述的一体化多波束测深装置,其特征在于依次相连的信号采集与控制单元(106)、网络通信单元2(108)、网络交换机(120)、网络通信单元1(119)、信号处理单元(118)、网络通信单元1(119)、网络交换机(120)以及控制计算机(103),构成了回波信号处理与结果上传回路。
3.如权利要求1所述的一体化多波束测深装置,其特征在于所述的信号处理单元(118)包括原始数据分发模块(201)、回波信号预处理模块(202)、表面声速信息预处理模块(203)、姿态信息预处理模块(204)、时延聚焦波束形成模块(205)、水体信息提取模块(206)、回波强度提取模块(207)、实时地形检测模块(208)以及数据转发模块(209);其中,原始数据分发模块(201)分别与网络通信单元1(119)、回波信号预处理模块(202)、表面声速信息预处理模块(203)和姿态信息预处理模块(204)相连,接收网络通信单元1(119)的原始数据信息并分别向回波信号预处理模块(202)、表面声速信息预处理模块(203)和姿态信息预处理模块(204)分发原始回波数据、表面声速数据和姿态数据;时延聚焦波束形成模块(205)分别与回波信号预处理模块(202)、表面声速信息预处理模块(203)、姿态信息预处理模块(204)、水体信息提取模块(206)、回波强度提取模块(207)、实时地形检测模块(208)相连,接收经过回波信号预处理模块(202)、表面声速信息预处理模块(203)、姿态信息预处理模块(204)预处理的数据进行时延聚焦波束形成并分别向水体信息提取模块(206)、回波强度提取模块(207)和实时地形检测模块(208)发送波束形成结果;数据转发模块(209)分别与水体信息提取模块(206)、回波强度提取模块(207)、实时地形检测模块(208)和网络通信单元1(119)相连,接收来自水体信息提取模块(206)、回波强度提取模块(207)和实时地形检测模块(208)的水体数据、回波强度数据和实时地形检测数据并通过依次相连的网络通信单元1(119)和网络交换机(120)发送给控制计算机(103)。
4.如权利要求1所述的一体化多波束测深装置,其特征在于依次相连的同步信号生成单元(107)、信息采集与控制单元(106)、多通道阵列信号发生单元(116)以及多通道发射换能器阵(117),构成了多通道阵列信号发射回路。
5.如权利要求1所述的一体化多波束测深装置,其特征在于所述的多通道阵列信号发生单元(116)包括指令解析模块(301)、程控电源模块(302)、多通道时延控制模块(303)、信号生成模块(304)、功率放大模块(305)和变压器耦合模块(306);其中,指令解析模块(301)分别与信息采集与控制单元(106)、程控电源模块(302)、多通道时延控制模块(303)和信号生成模块(304)单独相连;多通道时延控制模块(303)与功率放大模块(305)、变压器耦合模块(306)以及多通道发射换能器阵(117)依次相连;信号生成模块(304)的输出端与多通道时延控制模块(303)相连,程控电源模块(302)的输出端与功率放大模块(305)相连;指令解析模块(301)接收来自信息采集与控制单元(106)的发射信号控制参数信息进行指令解析并分别向程控电源模块(302)、多通道时延控制模块(303)和信号生成模块(304)分发电压控制信号、姿态参数以及发射信号参数;信号生成模块(304)根据发射信号参数生成特定的发射信号,并输出到多通道时延控制模块(303)生成含有时延信息的每个通道发射信号;程控电源模块(302)根据电压控制信号向功率放大模块(305)提供特定的电源电压,同时功率放大模块(305)将多通道时延控制模块(303)的输出信号进行放大,并通过变压器耦合模块(306)、多通道发射换能器阵(117)向水中发射声波信号。
6.如权利要求1所述的一体化多波束测深装置,其特征在于多通道接收换能器阵(115)、多通道阵列信号接收单元(114)以及信息采集与控制单元(106)依次相连,构成多通道阵列信号接收回路。
7.如权利要求1所述的一体化多波束测深装置,其特征在于多通道阵列信号接收单元(114)包括差分信号输出模块(401)、差分放大器模块(402)、差分转单端模块(403)、可变增益放大器模块(404)、带通滤波模块(405)、模拟数字转换模块(406)和增益控制模块(407);
其中,多通道接收换能器阵(115)输出的微弱电信号通过依次相连的差分信号输出模块(401)、差分放大器模块(402)、差分转单端模块(403)、可变增益放大器模块(404)、带通滤波模块(405)和模拟数字转换模块(406)生成多通道数字信号并传送给信息采集与控制单元(106);增益控制模块(407)分别与信息采集与控制单元(106)、可变增益放大器模块(404)相连,接收信息采集与控制单元(106)的回波信号幅度信息,并产生增益控制信号调整可变增益放大器模块(404)的放大倍数进而调整接收信号的幅度。
8.如权利要求1所述的一体化多波束测深装置,其特征在于控制计算机(103)根据位于水下声学系统(101)中压力传感器(111)采集的静水压力数据以及位于水上信号处理机(102)气压传感器(121)采集的大气压力数据通过解算获得静水状态下的设备吃水深度。
9.如权利要求1所述的一体化多波束测深装置,其特征在于信号处理单元(118)根据温度传感器(110)采集的温度数据修正多通道发射换能器阵(117)和多通道接收换能器阵(115)阵元间距由于温度变化引起的形变。
10.如权利要求1所述的一体化多波束测深装置,其特征在于同步信号生成单元(107)以GNSS模块(123)产生的1PPS秒脉冲信号和UTC时间作为时间基准,生成工作同步信号,并以此工作同步信号为基准计量声速传感器(109)、温度传感器(110)、压力传感器(111)、姿态传感器(112)、罗经(113)所生成数据的绝对时间;同时以此工作同步信号为基准,标记声纳发射时间以及每个接收采样点的绝对时间,从而实现所有数据具有完全一致的绝对时间信息。
标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
---|---|---|
移动式浅吃水四维旅游平台 | 2020-05-12 | 717 |
一种船舶吃水深度检测装置 | 2020-05-13 | 337 |
一种吃水测试方法 | 2020-05-11 | 1035 |
一种在行驶中可减少吃水深度的舰船 | 2020-05-13 | 703 |
船舶吃水动态检测系统及检测方法 | 2020-05-13 | 315 |
浅吃水推进器喷嘴 | 2020-05-11 | 363 |
船舶电子吃水监测系统 | 2020-05-12 | 104 |
一种水下测量器及动态吃水测量仪 | 2020-05-12 | 320 |
船舶吃水测量装置 | 2020-05-11 | 79 |
内河船舶吃水自动监测系统及方法 | 2020-05-13 | 267 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。