本發(fā)明屬于自主無(wú)人水下航行器，具體涉及一種適用于auv的多任務(wù)偵察載荷及偵察方法。

背景技術(shù)：

1、自主無(wú)人水下航行器(auv)通過(guò)自身攜帶能源以及各種傳感器或探測(cè)設(shè)備完成海洋環(huán)境參數(shù)獲取、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、通信、水中目標(biāo)探測(cè)和識(shí)別定位等海洋探測(cè)活動(dòng)。傳統(tǒng)的auv主要以水下探測(cè)為主，通常搭載聲學(xué)設(shè)備如：側(cè)掃聲納、前視聲納、合成孔徑聲納、被動(dòng)聲納、水文測(cè)量傳感器等，開(kāi)展海洋環(huán)境參數(shù)獲取、海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、水下偵察和通信、水中目標(biāo)探測(cè)和識(shí)別定位等海洋探測(cè)活動(dòng)。

2、近年來(lái)隨著傳感器技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，水下航行器越來(lái)越受到各國(guó)重視，進(jìn)一步促進(jìn)了auv向智能化、集成化發(fā)展。隨著需求的增加，auv尺度和重量逐漸向大型化方向發(fā)展，功能也不斷由單一方向向多用途方向拓展，其偵察功能和領(lǐng)域由傳統(tǒng)的水下逐步向水面和空中目標(biāo)探測(cè)拓展。但是，目前對(duì)于大型auv搭載的水面?zhèn)刹燧d荷還沒(méi)有具體依據(jù)和比較常規(guī)的搭載模式。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種適用于auv的多任務(wù)偵察載荷及偵察方法，通過(guò)將多任務(wù)偵察載荷分布設(shè)置在auv內(nèi)，實(shí)現(xiàn)岸基、水面及空中目標(biāo)的偵察。

2、本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、一種適用于auv的多任務(wù)偵察載荷，包括：光電探測(cè)載荷和電磁信號(hào)偵察載荷；

4、光電探測(cè)載荷用于獲取水面、岸基和/或空中目標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)和場(chǎng)景圖像數(shù)據(jù)，并處理生成相應(yīng)的目標(biāo)信息數(shù)據(jù)傳遞至auv的控制中心本地存儲(chǔ)和/或通過(guò)衛(wèi)星上傳至外部系統(tǒng)；

5、電磁信號(hào)偵察載荷用于獲取水面、岸基和/或空中目標(biāo)的無(wú)線電信號(hào)和雷達(dá)信號(hào)，并處理生成相應(yīng)的目標(biāo)信息數(shù)據(jù)傳遞至auv的控制中心存儲(chǔ)和/或通過(guò)衛(wèi)星上傳至外部系統(tǒng)；

6、auv上設(shè)置有兩個(gè)艙室，當(dāng)auv位于水面下時(shí)，光電探測(cè)載荷和電磁信號(hào)偵察載荷均密封設(shè)置在相應(yīng)的艙室中；當(dāng)auv位于水面上或近水面時(shí)，光電探測(cè)載荷和電磁信號(hào)偵察載荷均可升出相應(yīng)的艙室，實(shí)現(xiàn)偵察。

7、進(jìn)一步的，兩個(gè)艙室分別位于auv的艏艉兩端。

8、進(jìn)一步的，電磁信號(hào)偵察載荷包括電磁桅桿和電子艙ⅱ；電磁桅桿與電子艙ⅱ電性連接；

9、電磁桅桿為升降桅桿，電磁桅桿內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)模塊ⅱ和天線模塊；驅(qū)動(dòng)模塊ⅱ用于驅(qū)動(dòng)電磁桅桿升降，天線模塊用于采集無(wú)線電信號(hào)和雷達(dá)信號(hào)；

10、電子艙ⅱ內(nèi)設(shè)置有控制模塊ⅱ、電源模塊ⅱ和信號(hào)處理模塊，電源模塊ⅱ用于為驅(qū)動(dòng)模塊ⅱ和天線模塊供電；

11、控制模塊ⅱ可用于接收auv控制中心配置的電磁信號(hào)偵察載荷相應(yīng)任務(wù)參數(shù)，并控制電磁桅桿按照任務(wù)參數(shù)動(dòng)作；

12、信號(hào)處理模塊用于接收無(wú)線電信號(hào)和雷達(dá)信號(hào)并進(jìn)行處理。

13、進(jìn)一步的，天線模塊包括無(wú)線電信號(hào)偵察天線和雷達(dá)信號(hào)偵察天線；

14、無(wú)線電信號(hào)偵察天線采用全向?qū)拵A錐偶極子天線，雷達(dá)信號(hào)偵察天線采用四個(gè)平面螺旋天線，雷達(dá)信號(hào)偵察天線布放在圓錐偶極子天線下方，且四個(gè)平面螺旋天線繞電磁桅桿的中心軸均勻分布。

15、進(jìn)一步的，光電探測(cè)載荷包括光電桅桿和電子艙ⅰ；光電桅桿與電子艙ⅰ電性連接；

16、光電桅桿為升降桅桿，光電桅桿內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)模塊ⅰ、紅外成像模塊和電視成像模塊；驅(qū)動(dòng)模塊ⅰ用于驅(qū)動(dòng)光電桅桿升降，電視成像模塊用于日間圖像數(shù)據(jù)的采集和目標(biāo)距離的采集，紅外成像模塊用于晝夜圖像數(shù)據(jù)的采集和目標(biāo)距離的采集；

17、電子艙ⅰ內(nèi)設(shè)置有控制模塊ⅰ、電源模塊ⅰ和數(shù)據(jù)處理模塊，電源模塊ⅰ從auv上取電，用于為數(shù)據(jù)處理模塊、驅(qū)動(dòng)模塊ⅰ、紅外成像模塊和電視成像模塊供電；

18、控制模塊ⅰ用于接收auv控制中心配置的光電探測(cè)載荷相應(yīng)任務(wù)參數(shù)，并控制光電桅桿按照任務(wù)參數(shù)動(dòng)作；

19、數(shù)據(jù)處理模塊用于接收日間圖像數(shù)據(jù)和夜間圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。

20、進(jìn)一步的，光電桅桿還包括俯仰電機(jī)、俯仰測(cè)角模塊、方位電機(jī)和旋轉(zhuǎn)變壓器；

21、俯仰電機(jī)用于控制紅外成像模塊和電視成像模塊做上下俯仰運(yùn)動(dòng)，俯仰測(cè)角模塊用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)的角度；

22、方位電機(jī)用于控制紅外成像模塊和電視成像模塊做左右旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)變壓器用于測(cè)量方位電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度；

23、控制模塊ⅰ還可控制俯仰電機(jī)和方位電機(jī)旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，使得目標(biāo)始終位于紅外成像模塊和電視成像模塊的成像范圍內(nèi)。

24、進(jìn)一步的，光電桅桿為折倒式升降桅桿，驅(qū)動(dòng)模塊ⅰ包括液壓組件ⅰ和翻轉(zhuǎn)裝置?。还怆娢U還包括支撐裝置；

25、紅外成像模塊和電視成像模塊均設(shè)置在支撐裝置上；支撐裝置的底部與翻轉(zhuǎn)裝置ⅰ的一端連接，翻轉(zhuǎn)裝置ⅰ的另一端與液壓組件ⅰ連接，通過(guò)液壓組件ⅰ液壓驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)裝置ⅰ，使支撐裝置折疊在艙室內(nèi)或展開(kāi)升出于艙室。

26、一種多任務(wù)偵察方法，基于一種適用于auv的多任務(wù)偵察載荷，步驟如下：

27、步驟一、auv出海前，人工設(shè)定偵察任務(wù)，包括偵查地點(diǎn)、偵察流程；

28、步驟二、auv潛航至預(yù)設(shè)偵察地點(diǎn)時(shí)，大型auv給光電探測(cè)載荷和電磁偵察載荷上電，光電探測(cè)載荷和電磁偵察載荷自檢并生成設(shè)備狀態(tài)信息傳遞至auv的控制中心，控制中心根據(jù)設(shè)備狀態(tài)信息判斷光電探測(cè)載荷和電磁偵察載荷的狀態(tài)是否正常；

29、若光電探測(cè)載荷和/或電磁偵察載荷的狀態(tài)正常，則控制中心控制正常狀態(tài)的光電桅桿和/或電磁桅桿升出艙室，并配置相應(yīng)的任務(wù)參數(shù)至光電探測(cè)載荷和/或電磁偵察載荷；

30、步驟三、光電探測(cè)載荷和/或電磁偵察載荷收到相應(yīng)的任務(wù)參數(shù)后，按照相應(yīng)的任務(wù)參數(shù)和預(yù)設(shè)的偵察流程完成偵察動(dòng)作，獲得目標(biāo)信息數(shù)據(jù)后，發(fā)送至auv的控制中心本地存儲(chǔ)或通過(guò)衛(wèi)星上傳至外部系統(tǒng)；

31、步驟四、偵察結(jié)束后，auv的控制中心控制光電探測(cè)載荷和/或電磁偵察載荷進(jìn)入相應(yīng)的艙室內(nèi)；光電探測(cè)載荷和/或電磁偵察載荷自動(dòng)斷電，也可以由auv的控制中心結(jié)束偵察；必要時(shí)控制中心可控制數(shù)據(jù)自毀。

32、有益效果：

33、(1)本發(fā)明提供了一種適用于auv的多任務(wù)偵察載荷，通過(guò)在auv的兩個(gè)艙室內(nèi)分別設(shè)置光電探測(cè)載荷和電磁信號(hào)偵察載荷，當(dāng)auv位于水面上或近水面時(shí)，光電探測(cè)載荷和電磁信號(hào)偵察載荷協(xié)同工作或單獨(dú)工作，能夠?qū)崿F(xiàn)近程水面、岸基和/或空中的圖像數(shù)據(jù)的偵察采集，還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的無(wú)線電信號(hào)和雷達(dá)信號(hào)的偵察采集，以本地或遠(yuǎn)程獲取目標(biāo)信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了大型auv對(duì)目標(biāo)的綜合偵察和探測(cè)。

34、(2)本發(fā)明中，兩個(gè)艙室分別位于auv的艏艉兩端，使得光電探測(cè)載荷和電磁信號(hào)偵察載荷在升出艙室時(shí)分別位于auv的艏艉兩端，以減少光電探測(cè)載荷和電磁信號(hào)偵察載荷之間的遮擋。

35、(3)本發(fā)明的天線模塊對(duì)岸基、海面、空中目標(biāo)的雷達(dá)和無(wú)線電通信信號(hào)進(jìn)行探測(cè)，不主動(dòng)發(fā)射電磁波，只接收雷達(dá)或其他輻射源發(fā)出的電磁波，屬于無(wú)源工作，具有隱蔽性好的特點(diǎn)。

36、(4)本發(fā)明中，由于無(wú)線電信號(hào)偵察天線和雷達(dá)信號(hào)偵察天線無(wú)法共用天線，所以將偵察雷達(dá)信號(hào)的四個(gè)平面螺旋天線布放在偵察無(wú)線電信號(hào)全向?qū)拵A錐偶極子天線下方，從而實(shí)現(xiàn)天線模塊的集成化、小型化，使其適用于在auv上；此外，四個(gè)平面螺旋天線繞電磁桅桿的中心軸均勻分布還有利于實(shí)現(xiàn)各向信號(hào)的接收。

37、(5)本發(fā)明中，采用紅外成像模塊和電視成像模塊，具有被動(dòng)工作、隱蔽性好、信息直觀的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)全天候的水面、岸基和/或空中目標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取。

38、(6)本發(fā)明中通過(guò)設(shè)置俯仰電機(jī)、俯仰測(cè)角模塊、方位電機(jī)和旋轉(zhuǎn)變壓器，控制模塊ⅰ可控制俯仰電機(jī)和方位電機(jī)旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度，使得目標(biāo)始終位于制紅外成像模塊和電視成像模塊的成像范圍內(nèi)。

39、(7)本發(fā)明中，光電桅桿和電磁桅桿均采用折倒式升降桅桿，且采用液壓驅(qū)動(dòng)，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，重復(fù)性高，成本低。

40、綜上，本發(fā)明采用集成化的理念，實(shí)現(xiàn)光電探測(cè)載荷和電磁信號(hào)偵察載在auv平臺(tái)上的搭載和偵察，具有隱蔽性高、遠(yuǎn)程與近程相結(jié)合、偵察范圍廣、減少有人平臺(tái)的風(fēng)險(xiǎn)的特點(diǎn)，有效地?cái)U(kuò)展了auv的使用范圍和功能。