基于浮标平台的水面目标精确定位系统及方法与流程

本发明属于水面目标跟踪定位，特别是涉及一种基于浮标平台的水面目标精确定位系统及方法。

背景技术：

1、我国是海洋大国，拥有丰富的海洋资源及广阔的海洋领域。开展海上目标监测系统的研究意义深远。

2、目前，海上目标监测的主要手段依赖于雷达和光学红外技术。我国海上目标监测系统大部分基于x波段导航雷达，在沿海岸建设综合监测系统，这种方法只适用于近海海域的水面目标定位。在中深远海域，恰恰是海洋权益争端频发的地方，沿海岸建设的综合监视系统不能有效的探测监视目标。因此，如何实现深远海域的水面目标跟踪定位，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于浮标平台的水面目标精确定位系统及方法。系统采用自稳定平台与光电雷达跟踪模块相结合的方式，可以有效抵消海浪引起的浮标晃动、瞄准锁定目标，实现对可疑目标的精确定位。同时，浮标系统兼具小型化和轻量化特点，便于系统的布放和回收。

2、本发明的目的通过如下技术方案实现：基于浮标平台的水面目标精确定位系统及方法，包括水面目标监测浮标和无线遥控设备。所述水面目标监测浮标包括浮标平台、浮标电子设备及锚系设备，所述浮标平台包括仪器塔架、主浮体、配重支撑架。所述浮标电子设备包括浮标光电监测装置、北斗定位测向设备、无线电通信设备、电池舱。所述仪器塔架安装有浮标光电监测装置、北斗定位测向设备及无线电通信设备。所述北斗定位测向设备提供星基增强服务，能够实现浮标系统的高精度定位测向功能。所述电池舱安装在浮标底部的配重支撑架内，可以有效提高浮标在风浪流作用下的稳定性。所述浮标平台的仪器塔架、主浮体和配重支撑架通过连接组件连接为一个整体。所述锚系设备包括缆绳、锚链及底锚，所述浮标电子设备间均采用水密连接器和水密电缆连接。所述电池舱与所述浮标光电监测装置电连接，所述北斗天线与所述北斗通信定位设备连接，所述无线通信天线与所述无线电通信设备连接。所述北斗定位测向设备与所述无线电通信设备分别与所述浮标光电监测装置电连接。

3、所述浮标光电监测装置包括自稳定平台、球形外罩、可见光相机、红外相机、激光测距模块、毫米波雷达、数传电台天线、基座、连接器、目标跟踪板、稳定平台控制板、稳定平台驱动板、以太网交换机、系统主控制板。

4、所述系统需要无线遥控设备配合工作，所述无线遥控设备包括显控计算机、上位机显控软件、数传电台及无线电通信设备。

5、本发明的目的还在于提供一种基于浮标平台的水面目标精确定位系统的方法。实施步骤如下：

6、将浮标系统的各部分组装完成后，作业船航行至系统预布设海域，将浮标平台、缆绳、锚链及底锚依次吊放入水中，通过无线遥控设备中的数传电台切换浮标工作模式指令，浮标开启全部设备，并进入工作状态。

7、水面目标行驶进浮标工作区域内，所述显控软件控制所述浮标光电监测装置的自稳定平台转动并搜索目标，浮标系统搜索到目标后，会对目标自动锁定跟踪，并将水面目标的视频监控图像数据、毫米波雷达和激光测距信息、浮标自身的位置及方向角数据等通过所述无线电通信设备发送至所述上位机显控软件。利用所述上位机显控软件，可以实时监控水面目标，获取其航行轨迹等有效信息。

8、本发明的效果和益处是基于浮标平台的水面目标精确定位系统，能够机动式布放于任意需要监控的海域，采用无人值守的方式，更加隐蔽的监控水面目标。同时，系统采用高精度北斗定位测向设备，浮标系统自身的定位数据及方向角无累积误差，可以实现对水面目标的高精度定位。浮标系统兼具小型化和轻量化的特点，便于浮标系统的布放和回收。

技术特征：

1.基于浮标平台的水面目标精确定位系统及方法，其特征在于，系统包括水面目标监测浮标和无线遥控设备。所述水面目标监测浮标包括浮标平台、浮标电子设备及锚系设备，所述浮标平台包括仪器塔架、主浮体、配重支撑架。所述浮标电子设备包括浮标光电监测装置、北斗定位测向设备、无线电通信设备、电池舱。所述仪器塔架安装有浮标光电监测装置、北斗定位测向设备及无线电通信设备。所述北斗定位测向设备具备基增强服务，能够实现浮标系统的高精度定位和测向功能。所述电池舱安装在浮标底部的配重支撑架内，可以有效提高浮标在风浪流作用下的稳定性。所述浮标平台的仪器塔架、主浮体和配重支撑架通过连接组件连接为一个整体。所述锚系设备包括缆绳、锚链及底锚，所述浮标电子设备间均采用水密连接器和水密电缆连接。所述电池舱与所述浮标光电监测装置电连接，所述北斗天线与所述北斗通信定位设备连接，所述无线通信天线与所述无线电通信设备连接。所述北斗定位测向设备与所述无线电通信设备分别与所述浮标光电监测装置电连接。

2.根据权利要求1所述的基于浮标平台的水面目标精确定位系统及方法，其特征在于，作业船航行至系统预布设海域，将浮标系统吊放入水中，通过无线遥控设备中的数传电台切换浮标工作模式指令，浮标能够开启全部设备，并进入工作状态。

3.根据权利要求1所述的基于浮标平台的水面目标精确定位系统及方法，其特征在于，水面目标行驶进浮标系统的工作区域内，所述上位机显控软件控制所述浮标光电监测装置的自稳定平台转动并搜索目标，所述浮标光电监测装置搜索到目标后，目标跟踪板具备对测量区域内水面目标的辨识跟踪能力，能够自动锁定跟踪目标。可见光相机和红外相机的视频监控图像、激光测距仪和毫米波雷达对目标的测距、测向信息、北斗定位测向设备获取浮标自身的位置及方位等测量数据通过系统主控制板发送给无线电通信设备，再远距离传输至上位机显控软件，对水面目标进行精确定位。

技术总结
本发明属于水面目标跟踪定位技术领域，具体涉及一种基于浮标平台的水面目标精确定位系统及方法。包括水面目标监测浮标和无线遥控设备，所述水面目标监测浮标安装有浮标光电监测装置、无线电通信设备、北斗定位测向设备及电池舱。本发明通过浮标光电监测装置内光电和雷达模块联合探测，可以实时锁定并跟踪水面目标，获取水面目标相对于浮标系统的距离、方位信息。北斗定位测向设备可以提供浮标系统自身的位置和方位信息，因此能够实现水面目标的高精度定位。本发明的效果和益处是基于浮标平台的水面目标精确定位系统，能够机动式布放于任意需要监控的海域，采用无人值守的方式，更加隐蔽的监控水面目标。同时，系统采用高精度北斗定位测向设备，浮标系统自身的定位数据及方向角无累积误差，可以实现对水面目标的高精度定位。浮标系统兼具小型化和轻量化的特点，便于浮标系统的布放和回收。

技术研发人员：朱运飞,李东生,杨立新,白海鸣,张伟宁
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七六O研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11