无线电遥控水声监测浮标

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声学多功能浮标

声学多功能浮标海上试验专用声学浮标是指布放于海上，具有水声通信、测量、定位等一种或多种功能的浮标体，由于其在水声测量方面的简便性，在海上试验中得到了广泛的应用。

研究浮标多功能设计技术，在不增加体积的条件下，使其能实现更多的功能，规范浮标的设计技术和方法，对提高浮标的可靠性，节省存放空间、降低经费，意义深远。

近几年，随着现代电子技术的发展，大规模集成电路、DSP、FPGA设计技术的应用越来越普遍，可以利用软件动态改变部件内部配置进行电路重构以实现系统的各种不同用途,这些技术的应用使海上试验声学浮标的多功能设计成为可能。

一、声学浮标的结构（一）浮标的总体结构试验声学浮标采用积木式结构，由天线段、支撑杆、浮体、水下电子舱和水听器及电缆等构成。

其中水下电子舱内设有控制单元、水声信号处理单元、无线通信链模块和DGPS 接收机、可充电电池、存储单元等电子设备。

天线段部分架设DGPS天线、无线通信天线和航标灯。

浮标结构示意图如图1所示。

（二）浮标的基本功能浮标的基本功能包括：①自身DGPS定位功能；②具有与测量基站无线通信的能力；③具有对水下目标水声测量、通信的一种或多种专门的能力。

（三）声学浮标的信号浮标有无线电数据传输通道和水声测量通道，主要利用无线电传输实测数据及控制命令，用声传感器实测和传递水下数据。

水声信号有输入输出两个部分，因测量频率不同还有多个频段，有多路输入输出的要求。

可能有多个模拟输入，如矢量水听器有VX、VY两路输入，双水听器时有P1、P2两路声压输入。

也可能有数字信号输入，如压力传感器、方位仪数据等，数字输入可以合成一路传输。

模拟输出一般为一路，但可能有辅助测量信号，这样就可能为两路模拟信号。

（四）浮标的水声信号流程一般浮标水听器接收的声信号首先经前放接收机预处理。

前放与水听器硫化在一起，有一定的放大增益。

接收机包括滤波和放大功能，滤波器频率范围为几百赫兹到几十千赫兹，放大增益较大。

然后到达ADC、DSP处理电路，由16bit高精度ADC和两片TMS320VC5402构成水声信号处理器子系统。

多通道无线电遥控缆道浮标投放装置的研制及应用

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结语
逐步实现水文测验的自动化是我国水文事业发
展的趋势。目前水文缆道用吊仪、吊箱测流的水文测站，在全国约占 &’9 以上，在需要使用缆道浮标测流的测站增设一套多通道无线遥控投放浮标控制仪器，可补充克服吊仪测流的不足，消除吊箱人工投放浮标的不安全因素，可提高水文缆道现代化技术使用水平，降低成本而又能解决实际问题。
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水声测量浮标水面横向摇摆分析

水声测量浮标水面横向摇摆分析吴家喜;代绍军【摘要】According to the analysis and calculation of the buoy state in the water surface, the fixed period formula of buoy lateral sway is given, and determined the formula related parameters. It also uses dynamic knowledge to analyze the relations between buoy and wave, pointing out a practical design idea to reduce lateral sway of the buoy.%通过对浮标水面受力状态的分析、解算，得出浮标横向摇摆的固有周期公式，并确定与浮标横向摇摆固有周期有关的参数。

通过对浮标在波浪作用下横向摇摆振动的动力学分析，明确波浪与浮标间的关联因数，提出减小浮标横向摇摆的设计思路。

【期刊名称】《交通科技与经济》【年(卷),期】2012(014)006【总页数】4页(P125-128)【关键词】浮标;横向摇摆;摇摆幅度;受力分析;固有周期【作者】吴家喜;代绍军【作者单位】昆明船舶设备研究试验中心,云南昆明650051;云南交通职业技术学院,云南昆明650051【正文语种】中文【中图分类】TV13采用水声测量浮标对水下目标进行水声测量是一种较为常见的方法。

浮标在波浪作用下会产生摇摆，降低浮标摇摆幅度有利于水声测量及浮标水上无线通信。

1 浮标横向摇摆振动的固有频率推算浮标在波浪作用下偏离平衡位置时（见图1），F为浮力，G为重力，浮力和重力不再在一条竖直线上，由于浮力和重力共同作用产生了恢复力矩，浮标具有恢复到平衡位置的趋势。

由于浮标的偏斜，其浮力中心位置发生了改变，浮力中心位置的改变量可折算成浮标浮力中心向上移动的偏量，根据船舶原理，这一浮心偏移量称为稳心半径式中：r为浮标的稳性半径，m；IX为浮标水线面积对通过其漂心横倾轴的面积惯矩，m4；V为浮标的排水量，m3。

怎么选择合适的内湖水质监测浮标

怎么选择合适的内湖水质监测浮标水质浮标监测运用传感器技术，结合浮标体、电源供电系统、数据传输设备构成的放置于水域内的小型水质监测系统可全天候、连续、定点地观测水质，并实时将数据传输到环境物联网云端。

紧要用于河道沿岸水域、湖泊水库的水质监测，自动实时监测目标水域中的水质情形，形成河道水质监测趋势网格化后，有助于形成健全的河道长效管理机制，实现对该水域或下游进行水质污染预告，实现掌握水质和污染物通量，防治水污染事故。

海上助航浮标；多功能水质监测浮标；警示浮筒原材料子子选用进口LLDPE食品级聚乙烯，经过滚塑一次成型，外壳光滑强度高颜色鲜艳醒目，可耐船舶撞击及海浪拍打，内部填充硬质聚泡沫（躲避时间久进水），产品用于海洋浴场，海湾景区，深水区警示标志，内河水库隔离围栏，水源地拦船，游泳警戒线，河道施工，航道建筑物警示等。

浮标站由浮标、监测传感器、供电设备、手记传输掌控设备、防护设备和锚系设备等构成。

（1）浮标：由浮体、支架、防撞装置、防雷设备、电子舱等构成，具有防撞、防腐蚀、防雷等功能，浮标可依据实际传感器安装需要确定尺寸，并可预留传感器安装端口；（2）监测传感器：浮标站可搭载水质监测仪及营养盐、COD、水文等传感器；可监测度、DO、pH、浊度、电导率、叶绿素、蓝绿藻、COD、高锰酸盐指数、TOC、总磷、总氮、氨氮和气象等指标；（3）供电设备：由太阳能、充电掌控器和蓄电池构成；太阳能板装在浮体上，蓄电池安装在电子舱内；太阳能结合蓄电池供电能确保在连续阴雨天情况下，浮标监测站正常工作30天以上；浮标水质监测站是设立在河流、湖泊、水库、近岸海域等流域内的现场水质自动监测试验室，是以水质监测仪为核心，运用传感器技术，结合浮标体、电源供电系统、数据传输设备构成的放置于水域内的小型水质监测系统。

用于连续自动监测被测水体的水质更改情况，客观地记录水质情形，及时发现水质异常更改，进而实现对该水域或下游进行水质污染预告，研究水体扩散、自净规律等。

水中遥控知识点总结

水中遥控知识点总结一、水中遥控的原理水中遥控的原理主要是利用无线电、声纳、光纤通信、有线电缆等技术手段，通过遥控设备发送指令信号，控制水下设备进行操控和操作。

水中遥控技术主要包括遥控信号传输和水下设备控制两个方面。

1. 遥控信号传输遥控信号传输是水中遥控技术的关键环节之一，它主要包括无线电、声纳和光纤通信等技术手段。

（1）无线电无线电通信是一种通过电磁波传输信号的技术手段，它在水下遥控中的应用广泛。

通过搭载在水下设备上的无线电发射器和接收器，可以实现水下设备和遥控装置之间的远程通信。

无线电通信在水下遥控中的优势是不受深度限制、传输距离远和具有一定的抗干扰能力等特点。

（2）声纳声纳通信是一种利用声波传输信号的技术手段，它适用于水下环境。

声纳通过发送声波信号和接收回波信号来实现水下设备和遥控装置之间的远程通信。

声纳通信在水下遥控中的优势是具有较好的穿透性和传输稳定性，适用于海洋深水环境。

（3）光纤通信光纤通信是一种利用光信号传输数据的技术手段，它在水下遥控中的应用日益广泛。

通过在水下设备和遥控装置之间搭建光纤通信系统，可以实现高速、高效的数据传输，具有较好的抗干扰能力和安全性等特点。

2. 水下设备控制水下设备控制是水中遥控技术的核心内容之一，它主要包括水下机器人、水下航行器、水下探测器等水下设备的远程操控和操作。

（1）水下机器人水下机器人是一种可充电、可编程的自主式水下设备，它可以执行各种水下任务，如水下作业、水下探测、水下勘探等。

通过水中遥控技术，可以实现对水下机器人的远程控制和操作，使其在水下环境中完成各种任务。

（2）水下航行器水下航行器是一种潜艇式水下设备，它可以在水下环境中进行航行和探测。

通过水中遥控技术，可以实现对水下航行器的远程操控和导航，使其在水下环境中执行各种任务。

（3）水下探测器水下探测器是一种可以在水下环境中进行探测和监测的水下设备，它可以进行水下地质勘探、水下资源调查、水下环境监测等。

水声监视网络设备简介

水声监视网络设备简介一、潜标潜标，顾名思义就是潜入水中的声纳或海洋监视信标。

这种信标由航空平台、水面平台或潜艇携带至布放海域投入水中，采用电池供电的方式自主收集周围的信息，可以通过无线传输（水声或无线电/卫星浮标）的方式与处理中心联系，也可以定期回收记录模块的方式非实时的获取信息。

水声潜标一般基阵规模较小，数据传输率有限，单枚潜标可以有效控制的海域不过数十公里半径。

下图为我国研制的实时通信潜标就是一种典型的可以实时交换数据的声纳潜标。

潜标的主要优点在于布放灵活，可以随时投放。

多个潜标可以通过水声网络组成水下信息网，增强探测性能和控制范围。

其缺点在于单个潜标一般基阵较小探测范围有限，采用电池供电工作时间有限，实时潜标需对外发射信号容易暴漏，容易被对方侦测打捞或破坏。

二、岸基声纳系统岸基声纳系统，其更合理的名称应该是：固定布放式大型声纳系统，因为此系统仅是处理中心处于岸上，而不是声纳基阵靠近岸边。

这种声纳通过支架布放在海底，或通过专用设备掩埋于海底浅层沉积层中。

一般为大型水平线列阵或垂直线列阵形式，其基阵孔径可以达到公里级，频率可以低至十几赫兹，采用被动工作方式，其对潜艇的有效探测作用距离可以达到数百公里，在利用汇聚区效应时，可以将探测区域扩展到上千公里以外。

岸基声纳系统气候影响，无流噪声和平台噪声干扰，可以全天候实时大范围监测海洋，是一种十分有效的反潜源头监视和持续跟踪手段。

一般来说，岸基声纳最佳位置为大陆坡或海山中处于声道轴的深度上采取垂直线列阵或垂直-水平线列阵的形式，如下图所示。

声道轴即深海信道中声速最小点位置，进入深海信道的声音将被限制在声道轴附近而不会与海面、海底发生干涉，因此可以传播的很远。

最著名的岸基声纳系统如美国的SOSUS，其基站一般都处于岛链和海山附近，就是这个原因。

下图是冷战时期SOSUS的基站位置图，需要注意的是，美国东西海岸的SOSUS基站靠近美国大陆，这是因为美国沿岸大陆架非常小，很快就到达大陆坡海域。

声纳浮标

1942年出现航空声纳浮标，20世纪60年代研制出了锚系声纳浮标。随着声纳技术的发展，声纳浮标及机上投放装置、信号处理和显示设备都有较大发展，进一步实现了系统化和自动化。有的国家把声纳浮标与机上的其他探测、导航、通信和反潜武器控制等系统综合组成机载反潜作战自动化系统。
研发历史
20世纪70年代开始回音信号（主动式），经声频放大、处理和调发展的美国“MSS”系统的声纳浮标，锚系制形成超高频信号，由天线向空中辐射，供的最大深度达5400米。浮标所获目标信息机上的浮标信号接收处理设备进行接收和由磁记录器储存，按卫星的密码指令发送、监听。非定向式声纳浮标的声纳基阵没有并转发给岸上反潜战数据处理中心。在浮指向性，工作于被动方式的，只能获知在浮标附近的舰艇或反潜飞机也可发出指令，标附近有潜艇存在；工作于主动方式的，获取浮标储存的目标信息。定向式声纳浮标的声纳第二次世界大战后期，潜艇长期在水下活动的能力增大，依靠目力和机载雷达发现潜艇日益困难。
各类特点
主动式在150米时，监听距离为18千米，600米时声纳浮标内另有声纳脉冲发射机。
定向式为37千米，1500米时为135千米。声纳浮标，有基阵旋转和方位信号产生装描系声纳浮标是在航空声纳浮标的置。浮标还带有便于机组人员观察浮标工基础上发展起来的。
航空声纳浮标装备于反潜巡逻机、反潜直升机和某些水上飞机。均为无线电声纳浮标，属一次使用的消耗性器材。其外形呈圆柱形，顶部有可分离的旋叶和天线护罩，壳体内安装有可折叠的伞状天线、超高频无线电发射机、声信号放大器、声纳基阵、电池和浮标自沉装置等。
为p-3挂载声纳浮标
1942年，美国最早研制成AN/CRT一1型被动式非定向声纳浮标，随后装备美、英两国的反潜巡逻机。
1945年3月，首次使用声纳浮标，配合自导鱼雷击沉德国U一905潜艇，引起了各主要海军国家的重视。

无线电遥控水声监测浮标_张光普

,
,
不同的节点利用网
。
络地址进行区分采用同步轮询工作方式
, ,
即在同
号进行信号检测和时延估计将时延差信息和浮标位置信息 ( G P S 定位数据 ) 捆绑在一起通过无线电
通讯链上传给试验船的船载基站
加 r 即。四 U c
D l一6
Dl l
D 1 2 D 13
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目标号
,
地址码
指令码
类型
校验码
把基站称为一级节点
,
,
浮标称为二级节点潜
标称为三级节点那么这三个级别的阵元节点便构成了一个简单的星形拓扑网络网络结构如图所
水声单元由水声信号处理板和功放发射电路组成供
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电单元由电池和电源控制板组成
。
结构如图 4
。
综合考虑硬件成本系统通信能力协议的复杂程度等因素下选择时分多址 ( T D MA ) 协议
, 。
、
、
基站和
,
所有的浮标的无线电台使用相同的频段和扩频码
以分时的方式和各个浮标通信
, 。
同步工作方式安装在水下目标上的合作声源周期性地发射脉冲信号 ( 合作信标方式 ) 浮标阵接收信

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位精度在５左右。上述海上试验结果证明了系统的可行性和可靠性Ｐ定ｍ
关键词：水声遥控；声定位：声导航；线电通信：基线水水无长
中图分类号：Ｔ５５Ｂ６文献标识码：Ａ文章编号：１０ —６０２０）５００．５００３３（０７一 —８６００
ｃｏｓｉｃｕｅｕｄｒｔｒａｏｓｉｌｃｔｏ．ｒｄｏｃｍｍｕｉａｏｄｕｄｒｔｒａｏｔＣｒｍｏｅｏｔｏ．ｉｔｎｎｌｄｎｅｗａｅｃｕｔＣｏａｉｎａｏｉｎｃｔｎａｎｅｗａｅｃｕｉｅｔｃｎｒ１ｉｎｓ
ｎｕｒ－ｅｐｎ．ｔＣｉｑｉｅｒｓｏｅＩａｌｏｃｎｏｄｒａｅｒｓｏｄｒｔｏｓｎａｓｏｔｌｕｅｒｎｗｔｒｔａｐｎｅｓｗｉａｃｍｂｎｔｏｆｒｔｏａｄｕｄｒａｅｎｈｉａｉｎｏａｉｎｎｅｗｔｒ
（ｏｌｅｏｎｅｗｔＡｃｕｔ，ＨａｂｎＥｇｎｅｉｇＵｉｅｓｔ，Ｈａｂｎ１００，ＣｉａＣｌｇｆＵｄｒａ￣ｅｏｓｉｃｒｉｎｉｅｒｎｎｖｒｉｙｒｉ５０１ｈｎ）
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｕｙｓｓｅｕｅｎｄｓｒｂｔｄｌｃｔｏｎａｉａｉｎｓｓｅｓｐｏｏｅ．Ｔｈｙｔｍｕ－ｂｏｙｔｍｓｄｉｉｔｉｕｅｏａｎａｄｎｖｇｔｏｙｔｍｉｒｐｓｄｉｅｓｓｅｆｎ
维普资讯
第２６卷第５期
２０年ｌ０７０月
声
学
技
术
Ｖｏ．６．Ｎｏ５１２．
Ｏｃ．ｔ．２０７０
ＴｅｈｃｌＡｃｃｎｉａｏｕｓｉｓｔｃ
无线电遥控水声监测浮
张光普，梁国龙，刘友永，刘
（尔滨工程大学水声工程学院，哈尔滨１００）哈５０１
Ｕｎｅｗａｅｃｕｔｃｉｓｅｔｏｕｙｄｒｔｒａｏｓｉｎｐｃｉｎｂｏ
ｗｉｈａｏｏｍｕｃｔｏｔｒｄｉｃｍｎｉａｉｎ
ＺＨＡＮＧａｇｐＧｕｎ－ｕ，ＬＡＮＧｏｌｎＩＧｕ－ｇ，ＬＵｕｙｎｏＩＹｏ－ｏｇ，ＵＵｎＹａｇ
ａｏｔｃｒｍｏｅｃｎｏ．Ｄｅｉｎｏａｏｃｍｍｕｉａｏ，ｓｇａｒｃｓｉｇｎｄｒａｅｃｕｔｃｍｍｕｉｃｕｉｅｔｏｔ１ｓｒｓｇｆｒｄｏｉｎｃｔｎｉｎｐｏｅｓ，ｕｅｉｌｎｗｔｒａｏｓｉｏｃｎ－
ｔｙｔｍｅｓｏｔｅｒａｓｈｅｓｓｅａｈｗｎｗｈｓａｔｉ．ｒｉｌＫｅｙｗｏｄｒｓ：ｕｄｒａｅｃｕｔｃｒｍｏｅｃｎｒｌｎｄｒａｅｃｕｔｏａｏ；ｕｄｒａｅｃｕｔｎｅｗｔｒａｏｓｉｅｔｏｔｏ；ｕｅｗｔｒａｏｓｉｌｃｔｎｎｅｃｉｗｔｒａｏｓｃｉ
ｃｔｏ，ｐｗｅｕｐｙｍａａｅｅｔａｄｃｎｔｃｉｎｏｈｅｂｏｒｔｏｕｅ．Ｆａｉｉｔｄｒｌｂｌｆａｉｎｏｒｓｐｌｎｇｍｎｎｏｒｔｆｔｕｙａｅｉｒｄｃｄｅｓｂｌｙａｅｉｉｔｏｓｕｏｎｉｎａｉｙ
标洋
ＴｅｓｓｅｈｙｔｍＣｒｃｈｅ — ｍｅｓｏａｖｍｅｔｏｄｒａｅｂｅｔｉｇｃｏｅａｅｅｃｎａｄｎａｔｋｔｒｅｄｎｉｎｌｍｏｅｎｆｕｅｔｒｏｊｃｓｕｎｏｐｒｔｄｂａｏａｉｎｗｓｎ
摘要：在传统的长基水声定位技术基础上，计了一套集水声定位监测、线电通信和水声遥控功能于一体的无线设无
电遥控水声监测浮标系统，用合作信标方式和询问应答方式对水下目标的三维运动轨迹进行测量，线电通信和利无水声遥控功能相结合能实现对海底潜标的远程控制。系统设计中采用了一系列消除干扰、降低功耗的措施，高了提定位精度，长了系统的工作时间。经水声拉距试验，达７ｋ处时，答信号的时延值仍稳定；声遥控指令在延到．ｍ８应水５５ｍ处时稳定可靠。在无线电拉距试验过程中，相距１ｋ处通信质量良好。解算出的定位轨迹与目标船上的．ｋ２ｍ