
CWD水声识别与定位浮标系统
CWD水声识别与定位浮标系统是一套面向海洋哺乳动物被动声学监测(PAM)的集成化海上平台,由浮标本体、icListen智能水听器、STM32多传感器融合控制模块、无线路由器、4G通信模块、系泊系统及岸上数据处理软件等组成。系统可在近岸及离岸海域长期布放,持续采集水下环境声及海洋哺乳动物声学信号,并实现click信号检测识别、活动统计、信号复核、特征分析及多浮标联合定位。
浮标采用高抗冲击工程塑料壳体,内置电池组,连续工作时间可达14天。顶部集成GNSS授时与定位模块、多水听器同步模块、警示灯及4G通信天线,可实现浮标定位、时间同步和数据远程传输。浮标内部配置STM32多传感器融合控制模块,可采集IMU、CTD及电源状态数据,并通过岸上软件实时显示俯仰角、横摇角、温度、盐度、深度、电池电压及剩余电量。icListen智能水听器通过水密电缆与浮标连接,固定于设定水深,支持自容式采集、远程参数设置和数据存储,最高采样率为512kHz,最大存储容量为1TB。
岸上数据处理软件采用基于Teager-Kaiser能量算子(TKEO)的瞬态信号检测方法,对连续水声数据中的click信号进行自动检测、提取和人工复核。软件可统计click数量、click序列特征、频率范围、信噪比及声压级等参数,并结合波形相关性、频谱相关性和参考模板匹配,将检测信号与中华白海豚典型click信号进行对比分析,实现目标信号的识别与特征评估。
在定位方面,该系统可利用直达声与水面、海底反射声之间的到达时间差,结合水深、水听器布放深度、声速等参数,对距离浮标较近且信噪比较高的声源进行距离与深度估算。多个浮标协同工作时,可通过GNSS统一授时,并对不同浮标接收到的同一click信号进行关联确认;随后采用匹配滤波估算信号到达时间差,并基于TDOA方法实现联合定位。连续获得定位结果后,还可通过卡尔曼滤波,对海洋哺乳动物的位置变化、移动方向及运动轨迹进行连续跟踪与分析。

主要技术指标:
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浮标尺寸 |
Ø0.5m x 1m |
同步模块 |
支持多浮标同步工作 |
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净浮力 |
15kg |
通信 |
4G+内网穿透 |
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供电 |
内置可充电锂电池 |
识别算法 |
包络幅值检测、频带能量检测、TKEO检测 |
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水听器 |
采样率 最高512kHz |
定位算法 |
反射回波定位、TDOA三角定位、卡尔曼滤波轨 |
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量化位数 24位 |
迹跟踪 |
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内置存储 512G/1TB(可选) |
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水声产品

