基于北斗定位时统的激光告警组网系统及激光威胁源方位识别方法与流程

1.本发明涉及激光技术领域，具体涉及一种基于北斗定位时统的激光告警组网系统及激光威胁源方位识别方法。


背景技术：

2.激光告警器在国防军事上应用较为广泛，其工作原理相关文献均有介绍，如“激光威胁源方向识别技术”(黄成功等，红外与激光工程40.4(2011):5)等。
3.基于离轴探测的散射型激光告警器，散射截获半径是衡量其防护能力强弱的一个重要指标。通常情况下单独一个激光告警器无法覆盖面积较大的设施，因此需要布置多个激光告警设备并且以一定的方式进行组网。这些设备之间如果采用简单的堆砌型组网方式，势必会提高系统的虚警率，降低系统对真实激光威胁信息的探测率，并且导致无法计算出激光威胁源的方位角度信息与距离信息。如何对现有系统进行改进和优化成为摆在研发人员面前的一道难题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于北斗定位时统的激光告警组网系统，该系统包括若干个分散布置的激光告警设备以及显控装置，其中显控装置与激光告警设备相连并进行通信；每一个激光告警设备均搭载有纳秒级北斗定位模块，各个激光告警设备之间以三角形的方式进行组网，从而实现良好的布防效果。
5.进一步的，三角形组网方式具体如下：以若干个共边的等边三角形顶点作为布置点，将激光告警设备布置在各个顶点上，确保任意两个相邻激光告警设备之间的距离为其防护半径的倍。
6.进一步的，每一个激光告警设备设置有8-16个激光探测窗口，优选为10个。
7.进一步的，所述显控装置具体为计算机、电子地图中的至少一种。
8.本发明的另一重目的在于提供一种利用上述系统识别激光威胁源方位的方法，首先根据现场情况正确布置激光告警设备并组网，当任意一个激光告警设备检测到激光威胁源发出的激光信号后，立即发出报警信号并将自身收集到的威胁源角度信息以及北斗定位模块收集到的时间信息传输给显控装置，由显控装置解算出激光威胁源的真实方位角度信息和距离信息。
9.进一步的，在布防时通过磁偏角进行校正，确保每个激光告警设备均正对某一方向(如正北)，由此便于显控装置准确判断激光威胁源的方位信息。
10.本发明优化了激光告警设备的组网方式，通过三角形组网的方式既实现了无死角覆盖又可以根据实际地理环境灵活进行扩展，确保了最大范围的防护半径。除此之外，本发明还引入了北斗定位模块，利用其获取秒脉冲信息，确定各激光告警设备感知到激光威胁源的具体时刻信息，最后由系统根据各激光告警设备探测到的激光威胁角度信息以及时刻
信息，成功解算出激光威胁源的真实方位角度和距离。与现有技术相比，本发明方法具有结构简单、组网方式灵活、防护效果突出等显著优势，能够以最少的激光告警设备数量实现最大的防护半径。
附图说明
11.图1为单个激光告警设备的防护效果示意图；
12.图2为三个激光告警设备的三角形组网防护效果示意图；
13.图3为多个激光告警设备的三角形组网防护效果示意图；
14.图4为多个激光告警设备的三角形组网方式布置图；
15.图5为激光告警设备探测示意图；
16.图6为激光告警设备感知到激光威胁时刻信息的示意图。
具体实施方式
17.为使本领域普通技术人员充分理解本发明的技术方案和有益效果，以下结合具体实施例及附图进行进一步说明。
18.如图2-4所示的一种基于北斗定位时统的激光告警组网系统，其由多个成等边三角形布置的激光告警设备以及显控装置组成，其中激光告警设备的数量可根据布防区域的大小灵活调整。如图1和5所示，单个激光告警设备拥有10个激光探测窗口，这些探测窗口沿圆周均匀分布，由此形成的防护范围为一个球(假设半径为r)。当有激光信号通过半径为r的布防空域时，激光告警设备一旦感知到激光信号就能立刻发出报警信号。采用本发明方法进行组网后防护半径翻倍(2r)，并且各个激光告警设备的交叉地带实现了无遗漏、全覆盖。为了保证方位的统一，在布设时通过校正磁偏角的方式使得每个激光告警设备都正对北向，这样一来显控装置就能快速、准确、高效的判断出激光威胁源的具体方位。
19.与以往常见的同类产品不同，本发明的激光告警设备搭载有纳秒级北斗定位模块，能够保证网内的各个激光告警设备具有唯一且精确的时统标准。网内的任意一个激光告警设备利用其朝向各个方向的激光探测窗口不停探测威胁源发出的激光信号，一旦捕获就会发出报警信号，并将激光威胁源的方位信息传输给显控设备。期间北斗定位模块以秒脉冲信号为起始开始计数，当激光告警设备感知到激光信号时停止计数(如图6)，该计数值即为该激光告警设备感知到激光威胁源的时刻信息，时刻信息同样会被传输给显控设备。
20.激光告警设备发送给显控装置的激光威胁源信息中，不仅包括角度信息、时刻信息，而且还包含了各个激光探测窗口探测到的激光能量信息。北斗定位模块发送给显控装置的定位信息中包括了经度、维度、高程等信息。根据这些信息，显控装置就能够在地图上显示出激光告警设备的组网状态，并且将解算出的激光威胁源位置在地图上标注出来供决策。


技术特征：
1.一种基于北斗定位时统的激光告警组网系统，其特征在于：该系统包括显控装置以及若干个分散布置的激光告警设备，其中显控装置与激光告警设备相连并通信，每一个激光告警设备均搭载有北斗定位模块；各个激光告警设备之间以三角形的方式进行组网完成布防。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于三角形组网方式具体如下：以若干个共边的等边三角形的顶点作为布置点，将激光告警设备布置在各个顶点上，确保任意两个相邻激光告警设备之间的距离为其防护半径的倍。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：每一个激光告警设备设置有8-16个激光探测窗口。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述北斗定位模块的秒脉冲为纳秒级精度。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述显控装置具体为计算机、电子地图中的至少一种。6.利用权利要求1-5中的任意一种基于北斗定位时统的激光告警组网系统识别激光威胁源方位的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：首先正确布置激光告警设备并组网，当任意一个激光告警设备检测到激光威胁源发出的激光信号后，立即发出报警并将收集到的威胁源角度信息以及北斗定位模块收集到的时间信息传输给显控装置，由显控装置解算出激光威胁源的真实方位角度和距离。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于：在布防时通过校正磁偏角的方式，确保每个激光告警设备均正对某一方向。

技术总结
本发明涉及一种基于北斗定位时统的激光告警组网系统及激光威胁源方位识别方法。该系统由多个激光告警设备通过等边三角形的方式进行组网，大幅度扩展了防护范围，更有效的保护了重要目标。通过激光告警设备搭载的北斗定位模块，能够精确输出感知到激光威胁源的方位及其被感知的时刻信息，显控装置根据这些信息解算出威胁源的具体方位与距离，进而做出决策并采取相应的措施。与现有同类产品相比，本发明系统具有结构简单、组网方式灵活、防护效果突出等显著优势。突出等显著优势。


技术研发人员：安伟光 李新火
受保护的技术使用者：湖北华中光电科技有限公司
技术研发日：2021.12.28
技术公布日：2022/6/10