水下定位与导航知识讲解.ppt

水下定位与导航;3.1水下定位与导航发展概况;水面舰导航方法;水下定位与导航;3.2声纳系统分类及简介;声纳的定义;仿生学来源;仿生学来源;声纳的发展简史;1916年研制出被动声纳；

1918年研制成主动声纳；

1930年，回声测深仪开始广泛用于舰船导航；

第二次世界大战后，制成了不用旋转换能器就能进行全景监视的环扫声纳。

60年代初，制成了一代新型声纳，采用预形成多波束、分波束相关和时间压缩相关等新技术。其作用距离比第二次世界大战时提高了10倍。

60年代以来，声纳还广泛用于海洋资源开发，于是相继出现了地貌仪、部面仪、多普勒导航声纳、水下定位系统、钻井船动态定位声纳以及井口重入声纳等。声纳技术已成为海洋遥感的重要手段。;按工作原理或工作方式分类：

主动声纳

像雷达一样向外发射声信号，根据回波判断目标性质

?目标是潜艇，潜艇是钢质外壳，回声不仅清晰，而且还有拖长的回鸣；

?鱼群的回声则低沉而混乱；

?目标如果是运动的，那么由于“多普勒效应”，回声的音调应有所变化：

音调不断变高，靠拢，音调不断变低，远离。

被动声纳

不主动发射信号，只接收目标自己辐射的声音信号。

;按运载体系分类：

岸基声纳

多布放在港口、军事基地、重要海上通道。

特点：固定式、尺寸大

舰载声纳

主、被动声纳都有。

作用：探潜、导航、探雷、目标识别等

艇载声纳

主、被动声纳都有，考虑到隐蔽性，多采用被动声纳

;艇载声纳;潜艇装备的声纳;1、艇艏多功能声纳;前苏联633型R级潜艇的艇艏声纳系统，自下而上分别为北极声纳主动基阵、北极声纳被动基阵、水声通讯机、亮光M侦查声纳基阵;1、艇艏多功能声纳;1、艇艏多功能声纳;艇艏基阵受到艇体布置的限制，进一步增大声阵孔径和降低工作频段都较为困难，使得声纳的被动探测距离受到了限制。;2、舷侧阵声纳;优点：

隐蔽性好

声纳的湿端位于艇体两舷侧所以监测范围大，而且能直接判别目标的方位

舷侧阵在探测距离和探测范围上都优于艇艏声纳系统

没有基阵的收放拖曳问题，对潜艇的水下机动影响小;舷侧阵声纳;舷侧阵声纳;舷侧???声纳;舷侧阵声纳;不管是艇艏声纳还是舷侧阵声纳，都要受限于艇体布置条件，基阵体积不能无限扩大，声阵孔径受到限制，声纳的工作频段难以进一步降低，在探测距离上无法进一步提高。为了改变这种情况，上世纪6、7十年代国外开始在潜艇上装备拖曳线列阵声纳。

拖曳线列阵声纳是将一连串的水听器按一定间隔排列后，布置到透声的保护导管中，再通过布放机构拖曳于艇体外的声纳系统。拖曳线列阵革命性的打破了以往潜用声纳受限于艇体布置条件的局面，布置在导管中的几百乃至上千个水听器有效的扩大了声阵孔径，将潜用声纳的工作频率降低到了低频甚至极低频，极大的增加了潜用声纳的探测距离。为潜艇水下远程警戒、远程武器的目标指示都提供了有利条件，有效的扩大了潜艇的作战范围，提高了潜艇的作战威慑力。;拖曳线列阵声纳结构图，从左至右分别为：

1、DROGUE段—改善线列阵流体动力特性的尾绳段

2、VLM—隔离后方拖缆振动的后隔振段

3、B—装有温度、深度、航向等非声传感器用于监测线列阵拖曳姿态的后仪表段。

4、A—装有水听器的声学段

5、B前仪表段

6、数字段

7、用于隔离前方艇体噪音和拖缆振动的前隔振段

8、拖缆缆绳

9、TOWPOINT拖曳点;3、拖曳阵声纳;AN/SQR-18拖曳线列阵声纳，左侧半透明的为安装有水听器等组件的声学段，右边为其拖缆。;弗吉尼亚级潜艇露出了舷侧收容机构中用于安置TB-16D拖曳线列阵声纳的长条容器;3、拖曳阵声纳;;4、探雷和避碰声纳;4、探雷和避碰声纳;英国Thales公司与Intermarine造船厂签署了一项的合同，向8艘意大利猎雷舰提供其Sonar2093系统。该合同总价值约1亿英镑（1.657亿美元）;第三章水下定位与导航;6、水文环境传感器;6、水文环境传感器;7、侦查声纳;箭头处为早期洛杉矶级核潜艇装备的AN/WLR-9A侦查声纳基阵，后期洛杉矶级取消了该基阵;8、通信声纳;掉放声纳;浮标航空声纳;浮标航空声纳;鱼雷、水雷上的声纳设备;水雷引信、鱼雷制导

鱼水雷：又称自航水雷。鱼雷经改装后，能自动潜航至预定的布放点，沉入海底，当作水雷使用。即它是通过鱼雷改装而来的。

水鱼雷：又称自导水雷，是水雷和鱼雷技术相结合的产物。探测到目标后，将鱼雷释放出去，鱼雷自导攻击目标。自导鱼雷兼有水雷的长期威胁作用和鱼雷的主动攻击能力。

;岸基声纳;声纳兵的作用;声纳显控台;声纳显控台;声纳SONAR;水面舰装备的声纳;科考船装备的声纳;水下机器人常装