电子设计工程
Electronic Design Engineering
第24卷Vol.24第14期No.142016年7月Jul.2016
收稿日期：2015-07-08
稿件编号：201507070
作者简介：黄其培（1986—），男，四川内江人，硕士，工程师。研究方向：水下航行体轨迹跟踪。
在我国近海岸输油、气管道常常会因为不明船只在附近施工、作业或抛锚等危险行为而造成破坏，为了更好的保护海底管道，因而需要在沿管道附近的水域建立一套安防系统，检测过往船只航行状态，对危险目标进行实时预警，并把报警信息实时传送给上位机系统进行处理，以便安防管理人员快速响应报警情况，从而有效保护海底管道的安全。目前，国内外有许多使用图像和视频的方法来检测舰船，但在功耗、硬件实现等方面受到制约[1]。
鉴于此，通过结合水声技术，提出了采用水声与雷达、视频联合自动监测方案，利用水声被动测量可长期工作的特点，实现对海管沿线水面、水下目标的前期声学预警，再利用岸基雷达的短期主动扫描，获取水面可疑目标的准确参数，而视频监测设备则用于雷达近端监测盲区的补充测量，以实现对海底管道附近水域进行全天候无死角的全方位监测。
文中主要论述水声监测分系统的信号处理软硬件设计，即基于浮标的海上舰船目标预警系统设计。其主要功能包括：实现海上目标声学监测和自动识别，判断目标有无及目标状态；根据船只航行和作业等不同的频谱特性判断监测点附近是否有船只长时间停留或作业等危险存在；如有危险存在，通过北斗数据传输设备向指控中心机房传送报警信息。此外该预警系统还具有位置、电池电压等信息读取和发送功能以及对北斗模块的控制功能。舰船目标检测及识别分系统结合其它的监测系统，可有效降低海管被外部不明船只在附近施工、作业或抛锚等危险行为造成破坏的风险，具有明显的经济效益和社会意义。
1系统总体设计
舰船目标检测及识别系统的设计思想是由浮标系统阵
来完成对目标信号的初步监测，并将结果以无线通信的方式上传至岸基显控系统，岸基系统对结果进行评估，以决定是否开启雷达扫描。
系统工作原理为：首先在海上沿管道走向布放浮标阵，每个浮标上安装水听器，通过将水听器接收到的声信号传送到信号处理系统（模拟和数字）处理，实现对目标信号的检测和识别，当发现危险目标时通过北斗模块上传报警信息。整个系统由基阵、浮标系统、显控系统3部分组成，如图1所示。
2
系统硬件设计
2.1
信号处理机设计
信号处理机是舰船目标检测及识别系统的一个重要组
成部分，其的主要功能包括：进行信号的实时采集、处理，并
水面舰船目标检测识别系统设计
黄其培
（昆明船舶设备研究中心云南昆明650051）
摘要：文中详细论述了系统的工作原理和研制内容，根据系统的功能及实际工程应用需求，在研究舰船辐射噪声的产生机理及其特性基础上，该系统采用超低功耗硬件实现方案，采用LOFAR 分析方法对水面舰船目标进行检测。最终通过运用湖上舰船航行的实测数据及海上的工程应用，对系统性能进行了有效论证，证明了系统的可靠性和稳定性，符合系统设计要求，具有较高的工程应用价值。关键词：舰船辐射噪声；目标检测；低功耗；LOFAR 中图分类号：TN929.5
文献标识码：A
文章编号：1674-6236（2016）14-0161-04
Detection and recognition system design of ship on the water surface
HUANG Qi -pei
（Kunming Shipborne Equipment Research and Test Center ，Kunming 650051，China ）
Abstract:This paper discusses in detail the research contents and the working principle of the system ，according to the function of the system and the practical application demand ，in the research of ship radiated noise generation mechanism and characteristic foundation ，the system uses ultra low power hardware implementations ，to detect the surface ship target using LOFAR and correlation detection method.Finally through the engineering application of the lake ship measured data and the sea ，on the performance of the system effectively demonstrated ，the reliability and stability of the system is proved ，meet the design requirements of the system ，has high engineering application value.
Key words:ship radiated noise ；target detection ；ultra low power consumption ；LOFAR
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