一种水下蛙人编队通信与定位一体化控制方法与流程

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1.本发明涉及水声通信和水声定位技术领域，具体涉及一种水下蛙人编队通信与定位一体化控制方法。


背景技术：

2.水下蛙人通信设备可以提高潜水员在水下活动的沟通效率和处理突发事件的快速反应能力，具有广阔的应用前景。目前，市面上也出现了不少成熟的水下蛙人通信产品，但这些产品在设计上，基本上都只能实现水下语音通信，并不具备水下指令通信或定位的功能。对于一些水下突发情况和消防应急救援场合，水面指挥中心如能够实时获取水下蛙人的位置，或水下蛙人能够实时获取其它队友的位置，将非常有利于水下作业或救援的开展，进一步提升水下作业的效率。因此，如何实现水下蛙人的语音通信、指令通信、测距与测向功能是亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是，提供一种水下蛙人编队通信与定位一体化控制方法，该方法通过对工作频段的合理划分和信号帧结构的特殊设计，可以实现水下蛙人的语音通信、指令通信、测距与测向功能。
4.本发明的技术解决方案是，提供一种水下蛙人编队通信与定位一体化控制方法,
5.该方法采用的通信系统其发射信号帧结构由通信信号+间隙+测向信号组成或测向信号+间隙+通信信号组成，其中通信信号为语音通信信号、指令或测距通信信号中的至少一种，且通信系统将工作频段分成通信信号工作频段和测向信号工作频段。
6.作为优选，测向信号为伪随机编码信号，且不同的设备编号，分配的伪随机序列不同。
7.作为优选，测向信号的发射被设置为可以控制开启或关闭。
8.作为优选，假设采用的通信系统工作频率分成3个频段b0、b1、b2，其中b0频段用于测向信号的工作频段，b1频段和b2频段用于通信工作频段，同时通信系统配置一个水面指挥中心通信设备和4个水下蛙人通信设备w1～w4，并为它们各分配一条长度511的伪随机序列m0～m4，用于测向信号的编码调制；
9.工作时，水下蛙人通信设备w1和w2为一对，配置通信工作频段为b1，w1和w2通过b1频段的语音通信信号实现语音对话，通过b1频段的指令通信信号实现相互间的指令传输，通过b1频段的测距通信信号实现相互间的测距，并通过通信信号后跟的b0频段的m1和m2编码调制测向信号，实现相互间测向。
10.作为优选，水下蛙人通信设备w3和w4为一对，配置通信工作频段为b2，w3和w4通过b2频段的语音通信信号实现语音对话，通过b2频段的指令通信信号实现相互间的指令传输，通过b2频段的测距通信信号实现相互间的测距，并通过通信信号后跟的b0频段的m3和m4编码调制测向信号，实现相互间测向。
11.进一步的，水面指挥中心通信设备通过配置通信工作频段为b1或b2，并后跟b0频段的m0编码调制测向信号，实现与w1～w4间的双向语音通信、指令通信、测距和测向，为实现水面对水下态势的及时更新，同时水面指挥中心通信设备一直检测b0频段的m1～m4编码调制测向信号，并计算输出测向结果。
12.采用以上方案后与现有技术相比，本发明具有以下优点：
13.该方法可实现水下多组蛙人语音通信和定位的兼容需求，通过对工作频段的合理划分和信号帧结构的特殊设计，可以实现水下蛙人的语音通信、指令通信、测距与测向功能。
附图说明：
14.图1为本发明实施例的发射信号帧结构示意图；
15.图2为本发明实施例的水下蛙人编队通信与定位一体化工作流程示意图。
具体实施方式：
16.下面结合附图就具体实施方式对本发明作进一步说明：
17.如图1和2所示，本实施例的一种水下蛙人编队通信与定位一体化控制方法，假设系统工作频率范围18khz～28khz，分成3个频段b0、b1、b2，其中b0频段18k～20khz用于测向信号的工作频段，b1频段21k～24khz和b2频段25k～28khz用于通信工作频段，系统配置一个水面指挥中心通信设备和4个水下蛙人通信设备(w1～w4)，为它们各分配一条长度511的伪随机序列m0～m4，用于测向信号的编码调制。
18.工作时，水下蛙人通信设备w1和w2为一对，配置通信工作频段为b1，w1和w2通过b1频段的语音通信信号实现语音对话，通过b1频段的指令通信信号实现相互间的指令传输，通过b1频段的测距通信信号实现相互间的测距，并通过通信信号后跟的b0频段的m1和m2编码调制测向信号，实现相互间测向，处理流程见图2。
19.水下蛙人通信设备w3和w4为一对，配置通信工作频段为b2，w3和w4通过b2频段的语音通信信号实现语音对话，通过b2频段的指令通信信号实现相互间的指令传输，通过b2频段的测距通信信号实现相互间的测距，并通过通信信号后跟的b0频段的m3和m4编码调制测向信号，实现相互间测向。
20.水面指挥中心通信设备通过配置通信工作频段为b1或b2，并后跟b0频段的m0编码调制测向信号，实现与w1～w4间的双向语音通信、指令通信、测距和测向，为实现水面对水下态势的及时更新，同时水面指挥中心通信设备一直检测b0频段的m1～m4编码调制测向信号，并计算输出测向结果。
21.以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。凡是利用本发明说明书所做的等效结构或等效流程变换，均包括在本发明的专利保护范围之内。


技术特征：
1.一种水下蛙人编队通信与定位一体化控制方法,其特征在于：该方法采用的通信系统其发射信号帧结构由通信信号+间隙+测向信号组成或测向信号+间隙+通信信号组成，其中通信信号为语音通信信号、指令或测距通信信号中的至少一种，且通信系统将工作频段分成通信信号工作频段和测向信号工作频段。2.根据权利要求1所述的水下蛙人编队通信与定位一体化控制方法，其特征在于：测向信号为伪随机编码信号，且不同的设备编号，分配的伪随机序列不同。3.根据权利要求1所述的水下蛙人编队通信与定位一体化控制方法，其特征在于：测向信号的发射被设置为可以控制开启或关闭。4.根据权利要求1所述的水下蛙人编队通信与定位一体化控制方法，其特征在于：假设采用的通信系统工作频率分成3个频段b0、b1、b2，其中b0频段用于测向信号的工作频段，b1频段和b2频段用于通信工作频段，同时通信系统配置一个水面指挥中心通信设备和4个水下蛙人通信设备w1～w4，并为它们各分配一条伪随机序列m0～m4，用于测向信号的编码调制；工作时，水下蛙人通信设备w1和w2为一对，配置通信工作频段为b1，w1和w2通过b1频段的语音通信信号实现语音对话，通过b1频段的指令通信信号实现相互间的指令传输，通过b1频段的测距通信信号实现相互间的测距，并通过通信信号后跟的b0频段的m1和m2编码调制测向信号，实现相互间测向。5.根据权利要求4所述的水下蛙人编队通信与定位一体化控制方法，其特征在于：水下蛙人通信设备w3和w4为一对，配置通信工作频段为b2，w3和w4通过b2频段的语音通信信号实现语音对话，通过b2频段的指令通信信号实现相互间的指令传输，通过b2频段的测距通信信号实现相互间的测距，并通过通信信号后跟的b0频段的m3和m4编码调制测向信号，实现相互间测向。6.根据权利要求4所述的水下蛙人编队通信与定位一体化控制方法，其特征在于：水面指挥中心通信设备通过配置通信工作频段为b1或b2，并后跟b0频段的m0编码调制测向信号，实现与w1～w4间的双向语音通信、指令通信、测距和测向，为实现水面对水下态势的及时更新，同时水面指挥中心通信设备一直检测b0频段的m1～m4编码调制测向信号，并计算输出测向结果。

技术总结
本发明公开了一种水下蛙人编队通信与定位一体化控制方法,该方法采用的通信系统其发射信号帧结构由通信信号+间隙+测向信号组成或测向信号+间隙+通信信号组成，其中通信信号为语音通信信号、指令或测距通信信号中的至少一种，且通信系统将工作频段分成通信信号工作频段和测向信号工作频段。本发明通过对工作频段的合理划分和信号帧结构的特殊设计，可以实现水下蛙人的语音通信、指令通信、测距与测向功能。功能。功能。


技术研发人员：朱小辉 熊省军 白琳琅 康真威
受保护的技术使用者：中国船舶重工集团公司第七一五研究所
技术研发日：2022.07.06
技术公布日：2022/11/15