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公开(公告)号：CN113259291B
公开(公告)日：2022-01-18
申请号：CN202110577149.6
申请日：2021-05-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 利用水声连续信号动态多普勒跟踪实现的相位补偿方法，属于水下无线通信及其信号处理领域。解决了现有的采用多普勒跟踪进行相位补偿的方法，接收端信息同步不准确，无法准确获取有效信息，以及通信过程中频带利用率低的问题。本发明将接收信号与本地复通带参考信号进行相关处理，获得通带相关信号；对其获得的通带相关信号进行逐符号的多普勒估计；该多普勒的估计值用于补偿接收信号的相位偏移以及生成新的本地复通带参考信号，作为下一处理单元的参考信号，以补偿动态多普勒引入的幅度衰减。本发明主要适用于动态多普勒场景下的水声扩频通信系统。
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公开(公告)号：CN113156369B
公开(公告)日：2021-10-29
申请号：CN202110454910.7
申请日：2021-04-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种海上声学相位中心校准方法，涉及海洋测绘领域。解决了现有声学相位中心校准方法，需要事先进行水池实验校准声学基阵声学相位中心，存在实验耗时长且效率低的缺陷的问题。本发明方法包括如下步骤：S1、使作业船按预设航迹围绕海底信标航行，并采集数据，S2、利用S1采集的数据计算大地坐标系中海底信标坐标矩阵和声学基阵的安装位置偏差DX；S3、根据和DX，计算作业船坐标系中声学基阵上各基元的坐标；S4、根据作业船坐标系中声学基阵上各基元的坐标计算各基线长度，并通过各基线长度校准每个基元的声学相位中心。本发明主要用于对基元声学相位中心的校准。
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公开(公告)号：CN113259291A
公开(公告)日：2021-08-13
申请号：CN202110577149.6
申请日：2021-05-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 利用水声连续信号动态多普勒跟踪实现的相位补偿方法，属于水下无线通信及其信号处理领域。解决了现有的采用多普勒跟踪进行相位补偿的方法，接收端信息同步不准确，无法准确获取有效信息，以及通信过程中频带利用率低的问题。本发明将接收信号与本地复通带参考信号进行相关处理，获得通带相关信号；对其获得的通带相关信号进行逐符号的多普勒估计；该多普勒的估计值用于补偿接收信号的相位偏移以及生成新的本地复通带参考信号，作为下一处理单元的参考信号，以补偿动态多普勒引入的幅度衰减。本发明主要适用于动态多普勒场景下的水声扩频通信系统。
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公开(公告)号：CN109991567B
公开(公告)日：2021-03-09
申请号：CN201910295799.4
申请日：2019-04-12
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S3/802
Abstract: 一种水下滑翔机四面体阵三维被动测向方法，属于探测信号处理领域。水下滑翔机平台无法对水下线谱声信号进行三维测向。本发明将四个水听器两两组合为各组合在直角坐标系中的向量；求取各向量与入射波方向向量所成余弦夹角对应的信号到达两个水听器的理论时延差；水听器的接收信号转换为频域信号，频域信号互谱计算结果取模平均得到互谱幅度谱平均值，之后经线谱检测得信号频率；由信号频率得到各组水听器的线谱信号的相位差；线谱频率及线谱信号的相位差求得实测时延差；两组时延差对应联立，得载体坐标系下的信号入射方向向量；求解二元方程组即得大地坐标系下的方位角和俯仰角。本发明能够测得目标在大地坐标系下的三维方位角。且测向过程简单。
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公开(公告)号：CN107547143B
公开(公告)日：2020-12-29
申请号：CN201710608131.1
申请日：2017-07-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开的是一种已知子载波频率的OFDM‑MFSK水声通信宽带多普勒估计与补偿方法，属于水声通信领域。本发明内容具体如下：发射端在每个OFDM‑MFSK数据符号中加入若干子载波并插入脉冲对信号；接收端截取脉冲对信号和数据并对多普勒因子进行粗估计，确定每个已知频率子载波的多普勒频偏搜索范围；然后对每个OFDM‑MFSK数据块进行过采样处理，计算当前数据块的平均多普勒因子；再计算整个数据块全部子载波受多普勒影响后的新位置，并抽其对应的数据完成宽带多普勒补偿。本发明提出的方法，可以仅通过一次数据过采样即可实现水下OFDM‑MFSK通信系统中宽带多普勒的精确估计与补偿，避免了传统多普勒估计与补偿方法需要进行数据重采样的过程，提高了计算效率。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107272004B
公开(公告)日：2020-10-27
申请号：CN201710606134.1
申请日：2017-07-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于水下信标位置修正的单信标测距定位方法，属于水声定位技术领域。本发明利用水下目标声学测距双程传播时延，根据水下目标大地坐标系中的运动参数和虚拟发射信标建立虚拟接收信标；根据实际布放的信标位置、虚拟接收信标位置和单信标测距系统测得的双程传播时延建立椭球模型，对实际布放的信标进行位置修正；以双程传播时延的一半作为单程传播时延基准量，结合修正后水下信标位置建立观测方程；求解基于水下信标位置修正的观测方程组成的定位方程组，解算得到水下运动目标在大地坐标系中的位置；解决了水下目标信号位置与信标位置建立的观测方程不准确的问题，提高了单信标测距定位系统对水下运动目标的定位精度。
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公开(公告)号：CN107202975B
公开(公告)日：2020-04-03
申请号：CN201710378937.6
申请日：2017-05-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S5/18
Abstract: 本发明属于矢量阵列信号处理领域，尤其涉及一种二维矢量阵阵元姿态误差校正方法。利用目标源按照直线航行通过矢量阵的端射方向，进行波束形成，测得目标源直线航行时相对于声压阵的方位随时间的变化值，计算过阵端射方向时刻及过阵端射方向角度，再计算过阵时刻相对于阵列在水平面的投影方位，得到目标源相对于各二维矢量水听器的方位随时间变化值，计算各个二维矢量水听器在该时刻对应的方位，得到矢量阵的各个阵元姿态误差，利用电子旋转对矢量阵的各个阵元姿态误差进行校正，得到校正后的x轴振速通道信号及y轴振速通道信号。本发明仅需一个校正源，可校正范围更大，不需要辅助设备参与。
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公开(公告)号：CN110703202A
公开(公告)日：2020-01-17
申请号：CN201911005283.8
申请日：2019-10-22
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 基于多声学波浪滑翔机和水面无人艇的水下脉冲声定位系统，涉及水下定位技术领域，为解决现有技术中基于多声学波浪滑翔机水下脉冲声定位中通信困难的问题，本发明实现了多声学波浪滑翔机局部定位组网，本发明根据海深、声速剖面和任务要求定位区域确定AWG数目并设计出AWG和USV的最优阵型，并通过USV实施监测并控制AWG的阵型，同时保持USV自身在AWG的中心位置处以使通信变得容易和流畅，而且通信效率高。
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公开(公告)号：CN109884647A
公开(公告)日：2019-06-14
申请号：CN201910129880.5
申请日：2019-02-21
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种具有自定位功能的水声被动探测或被动定位的节点装置及分布式的节点系统，属于水声探测与定位领域。本发明包括水面单元和水下单元；水面单元将水下单元吊放到水下设定深度；水面单元，用于实时将自身的位置信息发送至水下单元；水下单元，用于根据水面单元发送的位置信息，进行自定位，还用于检测水下目标的辐射声学数据；水下单元将自定位的位置信息及检测到辐射声学数据经水面单元回传至指挥控制中心，实现水下目标的探测或定位。本发明的节点系统包括多个上述的节点装置，每个节点装置通过水面单元的秒脉冲信号实现分布式节点装置之间的高精度时钟同步。
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公开(公告)号：CN109733574A
公开(公告)日：2019-05-10
申请号：CN201910078779.1
申请日：2019-01-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于水下滑翔机的自容式声学信息检测系统，属于海洋环境检测设备领域。本发明解决了现有海洋环境检测系统设备规模大，或者系统工作深度和位置固定，无法大范围获取不同海洋深度的海洋环境噪声在垂直维以及水平维信息的问题。本发明的四个深水声压水听器分别设置在于水下滑翔机的两个机翼的翼尖、首部导流罩前端和尾翼的翼尖上；设置在水下滑翔机的两个机翼尖上的两个深水声压水听器用于获取水下滑翔机水平维度的声学信息；设置在水下滑翔机的首部导流罩前端和尾翼翼尖上的两个深水声压水听器用于获取水下滑翔机垂直维度的声学信息；声压水听器将采集的声学信息均发送至自容式数字采集存储单元。本发明适用于深水声学信息采集使用。
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