一种实时调整姿态的悬浮式水下声学标准体
技术领域
本发明涉及一种实时调整姿态的悬浮式水下声学标准体，属于声学标准体
技术领域
。背景技术
水下目标强度的测量有比较法、直接法、应答器法等，其中比较法是一种常用且实用的测量方法。比较法是通过测量被测目标和一个已知目标强度的参考目标的回声强度，得到被测目标的目标强度。
应用比较法测量水下目标的目标强度时，参考目标的制作是关键内容之一，一般要求参考目标应具有以下特征：(1)足够大的目标强度，满足海上远距离测试的要求；(2)足够好的目标强度频率一致性，满足宽频带测试的要求；(3)足够好的目标强度空间方位一致性，满足在参考目标姿态变化时目标强度变化不大的要求；(4)足够小的体积，满足海上测试时吊放和实施的可行性。
常见的参考目标有金属球或介质球，这种球形的参考目标虽然具有很好的目标强度空间方位一致性，但仅适用于高频测试条件，随着声波频率的降低，如果要得到足够大的目标强度，其体积将会变的非常巨大，不具有海上测试实施的可行性。
发明内容
本发明为了解决上述背景技术中提到的现有技术的球形的参考目标虽然具有很好的目标强度空间方位一致性，但仅适用于高频测试条件，随着声波频率的降低，如果要得到足够大的目标强度，其体积将会变的非常巨大，不具有海上测试实施的可行性的技术问题，提出一种实时调整姿态的悬浮式水下声学标准体。
本发明提出一种实时调整姿态的悬浮式水下声学标准体，包括透声板、角反射体结构、浮体、水平连接结构、动力系统、姿态测量反馈系统、连接绳、电路系统、供电系统、释放器和配重，所述透声板是一个半球形壳体，其球壳凹面正对角反射体结构的凹面，所述透声板上设置有若干透水孔，所述浮体为带有凹槽的半球体，其凹槽形状为角反射体结构凸面的形状，所述角反射体结构与浮体固定连接，所述透声板与浮体固定连接形成一个球形；
在角反射体结构凸面顶端处固定连接水平连接结构，所述水平连接结构连接动力系统，所述水平连接结构上方安装姿态测量反馈系统，所述连接绳上端连接角反射体结构，下端依次连接电路系统、供电系统、释放器和配重，所述电路系统接收姿态测量反馈系统的实时姿态测量数据，输出对动力系统的控制信号。
优选地，所述动力系统包括水平放置和垂直放置的两个螺旋桨，分别提供水平和垂直两个自由度的动力。
优选地，所述姿态测量反馈系统包括电子指南针和电子水平仪，为电路系统提供角反射体结构的实时姿态测量数据。
优选地，所述供电系统分别为电路系统和动力系统提供电能输入。
优选地，所述连接绳为凯夫拉绳。
优选地，释放器提供整个装置在水下工作完毕后回收功能。
优选地，回收时，通过释放器断开与配重的连接，水下声学标准体浮出水面进行回收。
优选地，所述配重为水泥块或金属块。
优选地，所述配重的重力大于其上方总体结构的浮力。
本发明所述的实时调整姿态的悬浮式水下声学标准体的有益效果为：
1、本发明采用角反射体，其具有小体积大目标强度和一定空间角度范围内目标强度一致性较好的特性，本发明作为一种实时调整姿态的悬浮式水下声学标准体，当其用作水下目标强度测量时的参考目标，相对于相同目标强度的金属球或介质球等标准体，具有体积小的优点。例如在频率5kHz时，采用本发明的直角边1m的圆形角反射体目标强度约为10dB，而要达到相同目标强度的理想刚性边界条件的现有技术的金属球其直径需要5m，可见达到相同目标强度的理想刚性边界条件下，本发明的体积远远小于现有技术的金属球体积。
2、本发明通过预先设置角反射体姿态信息，在非静止水中，可实现自动调整姿态方位的功能，具有使用方便的优点。
3、本发明通过配重和连接绳将标准体主体结构悬浮在中水，配重沉在水底，因此悬浮在水中的标准体主体结构位置稳定，相对于在水面船上吊放标准体悬浮在水中的方法，不需要准确控制水面船的位置，减小了测量操作复杂度，同时提高了测量效率。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明所述的一种实时调整姿态的悬浮式水下声学标准体的结构示意图；
图2是本发明的控制角反射体结构姿态和方位的控制系统框图；
其中，1-透声板，2-角反射体结构，3-浮体，4-水平连接结构，5-动力系统，6-姿态测量反馈系统，7-连接绳，8-电路系统，9-供电系统，10-释放器，11-配重，12-透水孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
具体实施方式一：参见图1-2说明本实施方式。本实施方式所述的实时调整姿态的悬浮式水下声学标准体，包括透声板1、角反射体结构2、浮体3、水平连接结构4、动力系统5、姿态测量反馈系统6、连接绳7、电路系统8、供电系统9、释放器10和配重11，所述透声板1是一个半球形壳体，其球壳凹面正对角反射体结构2的凹面，所述透声板1上设置有若干透水孔12，所述浮体3为带有凹槽的半球体，其凹槽形状为角反射体结构2凸面的形状，所述角反射体结构2与浮体3固定连接，所述透声板1与浮体3固定连接形成一个球形；
在角反射体结构2凸面顶端处固定连接水平连接结构4，所述水平连接结构4连接动力系统5，所述水平连接结构4上方安装姿态测量反馈系统6，所述连接绳7上端连接角反射体结构2，下端依次连接电路系统8、供电系统9、释放器10和配重11，所述电路系统8接收姿态测量反馈系统6的实时姿态测量数据，输出对动力系统5的控制信号。
所述动力系统5包括水平放置和垂直放置的两个螺旋桨，分别提供水平和垂直两个自由度的动力。
所述姿态测量反馈系统6包括电子指南针和电子水平仪，为电路系统8提供角反射体结构2的实时姿态测量数据。
所述供电系统9分别为电路系统8和动力系统5提供电能输入。
所述连接绳7为凯夫拉绳或其它强度足够的软绳，长度可根据需要任意调节。
所述配重11为水泥块或其它金属块，为一次性使用的抛弃物。所述配重11的重力大于其上方总体结构的浮力。
本发明中的角反射体结构2是水下声学标准体的主体结构，其具有小体积大目标强度和一定空间角度范围内目标强度一致性较好的特性，通过透声板1和浮体3将其组成球形的结构。声波从角反射体结构2所面对的方向入射，通过透声板1，经过角反射体结构2反射，再通过透声板1原路返回。透声板1和浮体3组成的球形结构可避免水流冲击后标准体的旋转。
水平连接结构4、动力系统5、姿态测量反馈系统6、连接绳7、电路系统8和供电系统9为控制角反射体结构2的姿态和方位的辅助结构。释放器10提供整个装置在水下工作完毕后回收功能。
如图2所示为控制角反射体结构2姿态和方位的系统框图。在水下声学标准体入水之前，设置姿态和方位参数至姿态测量反馈系统6，入水之后，姿态测量反馈系统6中的电子水平仪和电子指南针实时测量，通过与设置参数的对比，分别得到姿态和方位的两路控制信号，将控制信号输入电路系统8，电路系统8根据两路控制信号为动力系统5中的两个螺旋桨提供电力输入。
在使用操作时，将水下声学标准体放入水中，水通过透声板1中的透水孔12流入透声板1与角反射体结构2之间的空间，待水充满后进一步放入水下悬浮状态工作。回收时，通过释放器10断开与配重11的连接，水下声学标准体浮出水面进行回收。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明。所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，还可以是上述各个实施方式记载的特征的合理组合，凡在本发明精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
