CN104133217B - 一种水下运动目标与水流的三维速度联合测定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水下运动目标与水流的三维速度联合测定方法：选取地面为参考系，以超声发射位置为坐标原点，以垂直水平面向下为Z方向，计算出水下物体的三维坐标位置；构建频率为f_s的单频信号作为速度测量信号并发射出去；超声接收模块接收到N个接收探头接收的信号，并将其传输至处理模块，其中第i个接收探头的位置为(x_i,y_i,z_i)，其中i＝1,2,3......N；对接收到的N路信号分别进行频率估计，得到接收信号的频率为其中i＝1,2,3......N，并利用水下目标的三维位置计算出水流速度和水下物体运动速度,其中N≥6。本发明的方法及装置，能够避免水流速度对测量精度的不良影响，应用范围广泛，抗噪能力好，成本低廉，安装简单，使用方便。

Description

一种水下运动目标与水流的三维速度联合测定方法及装置

技术领域

本发明涉及速度测量领域，特别涉及一种水下运动目标与水流的三维速度联合测定方法及装置。

背景技术

测量速度的方法有很多，针对不同的目标、不同环境下有不同的测量方法。在陆地上，对车辆一般采用雷达测速仪来测量速度。雷达测速仪主要利用了多普勒效应原理。多普勒效应是一种当波源和观察者有相对运动时，观察者接收到波的频率与波源发出的频率并不一致的现象，具体表现为当观察者相对于声源做靠近运动时，观察者接收的频率会比声波本身的频率高；反之，当观察者相对于声源做远离运动时，观察者接收的频率会比声波本身的频率低。雷达测速仪根据接收到的反射电磁波的频率偏移量来计算移动物体的运动速度。

对水下物体进行运动速度测量时，由于电磁波在水下衰减严重，所以一般采用声波来测量运动目标的速度。目前主要有三种方法：一、通过机械装置来测量运动目标的速度，一般利用运动物体的轮轴旋转信息进行测量，这一类测速方法包括机械式速度测量、测速发电机型速度测量、霍尔数字式转速测量、磁感式车速测量、脉冲式转速传感器速度测量等；二、利用图像处理技术来进行的速度测量，一般通过对运动目标进行多次拍照，根据计算单位时间内物体运动的距离来测量出物体的运动速度；三、利用声波的多普勒效应进行速度测量，在水下，发送特定频率的声波，当声波遇到运动物体时反射回来，通过接收器检测接收，接收声波的频率会随着运动物体运动速度的变化而变化，通过检测声波频率的变化而测量出运动物体的速度。

现有利用机械装置来测量运动目标的速度，测量目标上需要安装测量装置，使用不便；利用图像技术来测量速度，在光线不好的环境下(如水下或者夜晚等)不能正常工作。

现在大多数利用多普勒测量水下物体运动速度的方法，是在没有考虑水流速度的情况下测量的，因为水流的影响，也会使声波产生一定的频移，因此测量会有误差。

因此，人们需要一种新的测量水下物体运动速度的方法来满足需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种水下运动目标与水流的三维速度联合测定方法。

本发明的另一目的在于提供一种水下运动目标与水流的三维速度联合测定装置。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种水下运动目标与水流的三维速度联合测定方法，包含以下顺序的步骤：

S1.选取地面为参考系，以超声发射位置为坐标原点，以垂直水平面向下为Z方向，计算出水下物体的三维坐标位置(x,y,z)；

S2.构建频率为f_s的单频信号作为速度测量信号并发射出去；

S3.超声接收模块接收到N个接收探头接收的信号，并将其传输至处理模块，其中第i个接收探头的位置为(x_i,y_i,z_i)，其中i＝1,2,3......N；对接收到的N路信号分别进行频率估计，得到接收信号的频率为其中i＝1,2,3......N，并利用水下目标的三维位置(x,y,z)计算出水流速度和水下物体运动速度,其中N≥6。

所述的水下运动目标与水流的三维速度联合测定方法，具体包含以下步骤：

A、由多普勒效应可知，在信号发射点静止时，接收点接收的频率f'与发射频率f之间关系为：

$f^{\′}=\left(\frac{c+v_w+v_o}{c+v_w}\right)f;---\left(1\right)$

其中，v_w为介质速度，v_o为信号接收点移动速度，c为超声信号在水中的传播速度，且v_w以由发射点至接收点方向为正值，v_o以接收点至发射点方向为正值；

B、测量装置相对于地面处于静止状态，设水流速度为：其中v_wx，v_wy，v_wz分别代表水流速度在坐标轴X，Y，Z三个方向上的分量；水下物体运动速度为：其中v_ox，v_oy，v_oz分别代表水下物体运动速度在坐标轴X，Y，Z三个方向上的分量；

C、首先分析声波从超声发射探头至水下物体的过程，计算声波到达水下物体时的频率：

设发射点S的坐标为(0,0,0)，运动目标点O的坐标为(x,y,z)，α、β、γ分别为向量与坐标轴X、Y、Z的夹角，则S→O方向上的单位向量表示为：

令l_sox＝cos(α)，l_soy＝cos(β)，l_soz＝cos(γ)，则

则水流速度在S→O方向的速度为：

运动物体在O→S方向上的速度为：

因声波在由发射点S到运动目标点O的过程中，声源没有运动，由公式(1)可以推导出运动目标点O接收到的频率为

$f_o=\left(\frac{c+v_{w\_so}+v_{o\_os}}{c+v_{w\_so}}\right)f_s;---\left(4\right)$

其中，f_o为运动目标点O的接收频率，f_s为发射点的原始频率，矢量为在S→O方向上的分量，v_{w_so}为该矢量的模；矢量为在S→O方向上的分量，v_{o_os}为该矢量的模的负值；c为超声信号在水中的传播速度；

D、接着分析声波从水下物体至超声接收探头的过程，计算声波到达接收探头时的频率：

接收点R_i(x_i,y_i,z_i)为N个接收点其中之一，α_i、β_i、γ_i分别为向量与坐标轴X、Y、Z的夹角，得到O→R_i方向上的单位向量为：

分别令可得O→R_i方向上的单位向量为

则水速在O→R_i方向上的速度为

运动物体在O→R_i方向上的速度为

声波由运动目标点O到接收点R_i的过程中，接收端没有运动，故R_i点接收到的信号的频率为

$f_{r_i}=\left(\frac{c+v_{w\_{\mathrm{or}}_i}}{c+v_{w\_{\mathrm{or}}_i}-v_{o\_{\mathrm{or}}_i}}\right)f_o---\left(7\right)$

其中，矢量为在R_i→O方向上的分量，为该矢量的模的负值；矢量为在R_i→O方向上的分量，为该矢量的模的负值；c为超声信号在水中的传播速度；

E、由公式(4)和公式(7)整理可得，由声波发送到接收的过程中，接收频率与发送频率关系为

$f_{r_i}=\left(\frac{c+v_{w\_so}+v_{o\_os}}{c+v_{w\_so}}\right)\left(\frac{c+v_{w\_{\mathrm{or}}_i}}{c+v_{w\_{\mathrm{or}}_i}+v_{o\_{\mathrm{or}}_i}}\right)f_s---\left(8\right)$

把公式(2)、(3)、(5)、(6)代入公式(8)，整理可得

$\begin{array}{c}{f}_{r_i}=\left(\frac{c+v_{wx}{l}_{sox}+v_{wy}{l}_{soy}+v_{wz}{l}_{soz}-v_{ox}{l}_{sox}-v_{oy}{l}_{soy}-v_{oz}{l}_{soz}}{c+v_{wx}{l}_{sox}+v_{wy}{l}_{soy}+v_{wz}{l}_{soz}}\right)\\ *\left(\frac{c+v_{wx}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}x}+v_{wy}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}y}+v_{wz}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}z}}{c+v_{wx}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}x}+v_{wy}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}y}+v_{wz}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}z}-v_{ox}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}x}-v_{oy}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}y}-v_{oz}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}z}}\right)f_s\end{array}---\left(9\right)$

公式(9)中有六个未知数，v_wx，v_wy，v_wz，v_ox，v_oy，v_oz，通过利用六个接收点，分别对公式9中的i取值，i＝1,2,3......N，N≥6，故可以列出六个以上的等式，即可求出上述六个未知数，由此求得水流速度和水下物体运动速度。

所述的发射点为超声波发射器所在位置，接收点为超声波接收器所在位置。

本发明的另一目的通过以下的技术方案实现：

一种水下运动目标与水流的三维速度联合测定装置，包括控制模块、发射模块、接收模块、处理模块、显示模块，其中

控制模块，分别与发射模块、接收模块、处理模块、显示模块相连，用于对各个模块进行控制；

发射模块，与控制模块、处理模块相连，根据控制模块的指令，从处理模块中的调制器中获取测量信号进行超声发射；

接收模块，与控制模块、处理模块相连，根据控制模块的指令，接收所测目标反射回来的回波信号并传送给处理模块；

处理模块，与控制模块、接收模块、显示模块相连，根据控制模块的指令进行数据处理，其通过对接收信号进行分析，并利用水下物体的位置信息，对水流速度和水下物体运动速度进行计算得出速度测量结果；

显示模块，与控制模块、处理模块相连，根据控制模块的指令，将处理模块的水流速度和水下物体运动速度进行显示。

所述的发射模块包括一个超声发射探头，接收模块包括N个超声接收探头，其中N≥6。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明跟传统测速方法不一样，不需要在所测的目标上安装传感器，只需要向目标发送声波信号即可实现测量。为了使用方便，也可以在目标上安装发射器，只要在其他地方有接收点接收数据即可，这样计算会更加简单。

2、本发明是传统测速方式的改进，在考虑水流速度多普勒的影响下，把其代入方程求解，相对于传统方式只能测量出精度不高的运动目标速度，本发明能够同时把水流速度跟水下物体运动速度求解出来。

3、本发明采用的是声波测量，而声波在水下的衰减较小，因此适合水下的速度测量。除此之外，本发明还可以广泛应用于各种环境，比如各种声波衰减较小的介质中。

4、本发明装置可行性强、成本低廉、安装简单。利用多普勒效应测速的应用已经很广泛，本发明是传统方式的改进，传统多普勒效应测速的技术已经很成熟，故成本可以做得很低。此外，现代处理器计算处理能力的不断提高，本发明的计算不会是难题，保证了本发明的可行性。

附图说明

图1为本发明所述的水下运动目标与水流的三维速度联合测定装置的结构示意图；

图2为图1所述装置的硬件结构框图；

图3为图1所述装置的发射探头的发射与接收探头的放置位置图；

图4为本发明所述的水下运动目标与水流的三维速度联合测定方法的流程图；

图5为图4所述方法的水流速度与水下物体运动速度算法的流程图；

图6为图4所述方法的测量原理结构示意图；

图7为图4所述方法的多普勒效应频率变化公式中各速度示意图；

图8为图4所述方法的二维平面内水流速度和水下物体速度在超声发射探头至水下物体方向上的分解示意图；

图9为图4所述方法的二维平面内水流速度和水下物体速度在超声接收探头至水下物体方向上的分解示意图；

图10为图4所述方法的三维平面内发射点至水下目标方向上单位向量求解示意图；

图11为图4所述方法的三维平面内水下目标至接收点方向上单位向量求解示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1、2、3，一种水下运动目标与水流的三维速度联合测定装置，包括控制模块101、发射模块102、接收模块103、处理模块104、显示模块105，其中

控制模块101，分别与发射模块102、接收模块103、处理模块104、显示模块105相连，用于对各个模块进行控制；

发射模块102，与控制模块101、处理模块104相连，根据控制模块101的指令，从处理模块104中的调制器中获取测量信号进行超声发射；

接收模块103，与控制模块101、处理模块104相连，根据控制模块101的指令，接收所测目标反射回来的回波信号并传送给处理模块104；

处理模块104，与控制模块101、接收模块103、显示模块105相连，根据控制模块101的指令进行数据处理，其通过对接收信号进行分析，并利用水下物体的位置信息，对水流速度和水下物体运动速度进行计算得出速度测量结果；

显示模块105，与控制模块101、处理模块104相连，根据控制模块的指令，将处理模块的水流速度和水下物体运动速度进行显示；

所述的发射模块包括一个超声发射探头，接收模块包括N个超声接收探头，其中N≥6。

上述测量装置的硬件架构如图2所示，其中包括处理器、电源、USB接口、显示屏、A/D转换器、D/A转换器、超声波发射模块和超声波接收模块。其中处理器可采用DSP芯片实现，显示屏可采用LCD显示屏。处理器中包括信号生成模块、存储模块、信号频率求解模块和定位算法计算模块。信号生成模块用于生成速度测量信号，即单频信号，用于超声波发射探头发射；存储模块用于存储接收到的各路回波信号；信号频率求解模块负责对接收到的信号进行频率分析，求解各路信号的频率；定位算法计算模块利用原始信号、接收的各路信号的频率及当前水下物体的位置信息，进行水流速度和水下物体运动速度的计算。

如图3、4，一种水下运动目标与水流的三维速度联合测定方法，包含以下步骤：

步骤1：控制模块控制超声发射探头发射单频超声信号S(t)，信号的频率为f_s＝34kHz，脉冲长度5ms；

步骤2：同时，控制模块控制超声接收探头接收超声信号；此处使用全部六个超声接收探头，接收所获得的信号分别为R₁(t)，R₂(t)，R₃(t)，R₄(t)，R₅(t)，R₆(t)；将接收到的信号传递给运算处理模块；

步骤3：运算处理模块对各个探头接收到的信号分别进行频率分析，计算各路信号的频率，分别为

步骤4：根据步骤1中发射信号S(t)的频率f_s，水下物体的位置信息，步骤3所获得的各接收信号的频率及已知的各个超声接收探头的位置，计算液体速度和水下物体运动速度；具体的检测方法可参考图5。

步骤5：将液体流速和水下物体运动速度传送给显示模块，显示模块将结果显示。

如图6，一种水下运动目标与水流的三维速度联合测定方法，具体包含以下步骤：

A、如图7，由多普勒效应可知，在信号发射点静止时，接收点接收的频率f'与发射频率f之间关系为：

$f^{\′}=\left(\frac{c+v_w+v_o}{c+v_w}\right)f;---\left(1\right)$

其中，v_w为介质速度，v_o为信号接收点移动速度，c为超声信号在水中的传播速度，且v_w以由发射点至接收点方向为正值，v_o以接收点至发射点方向为正值；

B、测量装置相对于地面处于静止状态，设水流速度为：其中v_wx，v_wy，v_wz分别代表水流速度在坐标轴X，Y，Z三个方向上的分量；水下物体运动速度为：其中v_ox，v_oy，v_oz分别代表水下物体运动速度在坐标轴X，Y，Z三个方向上的分量；

C、首先分析声波从超声发射探头至水下物体的过程，计算声波到达水下物体时的频率：

如图10，设发射点S的坐标为(0,0,0)，运动目标点O的坐标为(x,y,z)，α、β、γ分别为向量与坐标轴X、Y、Z的夹角，则S→O方向上的单位向量表示为：

令l_sox＝cos(α)，l_soy＝cos(β)，l_soz＝cos(γ)，则

则水流速度在S→O方向的速度为：

运动物体在O→S方向上的速度为：

如图8，因声波在由发射点S到运动目标点O的过程中，声源没有运动，由公式(1)可以推导出运动目标点O接收到的频率为

$f_o=\left(\frac{c+v_{w\_so}+v_{o\_os}}{c+v_{w\_so}}\right)f_s;---\left(4\right)$

其中，f_o为运动目标点O的接收频率，f_s为发射点的原始频率，矢量为在S→O方向上的分量，v_{w_so}为该矢量的模；矢量为在S→O方向上的分量，v_{o_os}为该矢量的模的负值；c为超声信号在水中的传播速度；

D、接着分析声波从水下物体至超声接收探头的过程，计算声波到达接收探头时的频率：

如图11，接收点R_i(x_i,y_i,z_i)为N个接收点其中之一，α_i、β_i、γ_i分别为向量与坐标轴X、Y、Z的夹角，得到O→R_i方向上的单位向量为：

分别令可得O→R_i方向上的单位向量为

则水速在O→R_i方向上的速度为

运动物体在O→R_i方向上的速度为

如图9，声波由运动目标点O到接收点R_i的过程中，接收端没有运动，故R_i点接收到的信号的频率为

$f_{r_i}=\left(\frac{c+v_{w\_{\mathrm{or}}_i}}{c+v_{w\_{\mathrm{or}}_i}-v_{o\_{\mathrm{or}}_i}}\right)f_o---\left(7\right)$

其中，矢量为在R_i→O方向上的分量，为该矢量的模的负值；矢量为在R_i→O方向上的分量，为该矢量的模的负值；c为超声信号在水中的传播速度；

E、由公式(4)和公式(7)整理可得，由声波发送到接收的过程中，接收频率与发送频率关系为

$f_{r_i}=\left(\frac{c+v_{w\_so}+v_{o\_os}}{c+v_{w\_so}}\right)\left(\frac{c+v_{w\_{\mathrm{or}}_i}}{c+v_{w\_{\mathrm{or}}_i}+v_{o\_{\mathrm{or}}_i}}\right)f_s---\left(8\right)$

把公式(2)、(3)、(5)、(6)代入公式(8)，整理可得

$\begin{array}{c}{f}_{r_i}=\left(\frac{c+v_{wx}{l}_{sox}+v_{wy}{l}_{soy}+v_{wz}{l}_{soz}-v_{ox}{l}_{sox}-v_{oy}{l}_{soy}-v_{oz}{l}_{soz}}{c+v_{wx}{l}_{sox}+v_{wy}{l}_{soy}+v_{wz}{l}_{soz}}\right)\\ *\left(\frac{c+v_{wx}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}x}+v_{wy}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}y}+v_{wz}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}z}}{c+v_{wx}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}x}+v_{wy}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}y}+v_{wz}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}z}-v_{ox}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}x}-v_{oy}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}y}-v_{oz}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}z}}\right)f_s\end{array}---\left(9\right)$

公式(9)中有六个未知数，v_wx，v_wy，v_wz，v_ox，v_oy，v_oz，通过利用六个接收点，分别对公式9中的i取值，i＝1,2,3......N，N＝6，故可以列出六个以上的等式，即可求出上述六个未知数，由此求得水流速度和水下物体运动速度。

所述的发射点为超声波发射器所在位置，接收点为超声波接收器所在位置。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种水下运动目标与水流的三维速度联合测定方法，其特征在于，包含以下步骤：

A、由多普勒效应可知，在信号发射点静止时，接收点接收的频率f'与发射频率f之间关系为：

$f^{\′}=\left(\frac{c+v_w+v_o}{c+v_w}\right)f;---\left(1\right)$

其中，v_w为介质速度，v_o为信号接收点移动速度，c为超声信号在水中的传播速度，且v_w以由发射点至接收点方向为正值，v_o以接收点至发射点方向为正值；

B、测量装置相对于地面处于静止状态，设水流速度为：其中v_wx，v_wy，v_wz分别代表水流速度在坐标轴X，Y，Z三个方向上的分量；水下物体运动速度为：其中v_ox，v_oy，v_oz分别代表水下物体运动速度在坐标轴X，Y，Z三个方向上的分量；

C、首先分析声波从超声发射探头至水下物体的过程，计算声波到达水下物体时的频率：

设发射点S的坐标为(0,0,0)，运动目标点O的坐标为(x,y,z)，α、β、γ分别为向量与坐标轴X、Y、Z的夹角，则S→O方向上的单位向量表示为：

令l_sox＝cos(α)，l_soy＝cos(β)，l_soz＝cos(γ)，则

则水流速度在S→O方向的速度为：

运动物体在O→S方向上的速度为：

因声波在由发射点S到运动目标点O的过程中，声源没有运动，由公式(1)可以推导出运动目标点O接收到的频率为

$f_o=\left(\frac{c+v_{w\_so}+v_{o\_os}}{c+v_{w\_so}}\right)f_s;---\left(4\right)$

其中，f_o为运动目标点O的接收频率，f_s为发射点的原始频率，矢量为在S→O方向上的分量，v_{w_so}为该矢量的模；矢量为在S→O方向上的分量，v_{o_os}为该矢量的模的负值；c为超声信号在水中的传播速度；

D、接着分析声波从水下物体至超声接收探头的过程，计算声波到达接收探头时的频率：

接收点R_i(x_i,y_i,z_i)为N个接收点其中之一，α_i、β_i、γ_i分别为向量与坐标轴X、Y、Z的夹角，得到O→R_i方向上的单位向量为：

分别令可得O→R_i方向上的单位向量为

则水速在O→R_i方向上的速度为

运动物体在O→R_i方向上的速度为

声波由运动目标点O到接收点R_i的过程中，接收端没有运动，故R_i点接收到的信号的频率为

$f_{r_i}=\left(\frac{c+v_{w\_{\mathrm{or}}_i}}{c+v_{w\_{\mathrm{or}}_i}-v_{o\_{\mathrm{or}}_i}}\right)f_o---\left(7\right)$

其中，矢量为在R_i→O方向上的分量，为该矢量的模的负值；矢量为在R_i→O方向上的分量，为该矢量的模的负值；c为超声信号在水中的传播速度；

E、由公式(4)和公式(7)整理可得，由声波发送到接收的过程中，接收频率与发送频率关系为

$f_{r_i}=\left(\frac{c+v_{w\_so}+v_{o\_os}}{c+v_{w\_so}}\right)\left(\frac{c+v_{w\_{\mathrm{or}}_i}}{c+v_{w\_{\mathrm{or}}_i}-v_{o\_{\mathrm{or}}_i}}\right)f_s---\left(8\right)$

把公式(2)、(3)、(5)、(6)代入公式(8)，整理可得

$\begin{array}{c}{f}_{r_i}=\left(\frac{c+v_{wx}{l}_{sox}+v_{wy}{l}_{soy}+v_{wz}{l}_{soz}-v_{ox}{l}_{sox}-v_{oy}{l}_{soy}-v_{oz}{l}_{soz}}{c+v_{wx}{l}_{sox}+v_{wy}{l}_{soy}+v_{wz}{l}_{soz}}\right)\\ *\left(\frac{c+v_{wx}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}x}+v_{wy}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}y}+v_{wz}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}z}}{c+v_{wx}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}x}+v_{wy}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}y}+v_{wz}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}z}-v_{ox}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}x}-v_{oy}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}y}-v_{oz}{l}_{{\mathrm{or}}_{i}z}}\right)f_s\end{array}---\left(9\right)$

公式(9)中有六个未知数，v_wx，v_wy，v_wz，v_ox，v_oy，v_oz，通过利用六个接收点，分别对公式(9)中的i取值，i＝1,2,3......N，N≥6，故可以列出六个以上的等式，即可求出上述六个未知数，由此求得水流速度和水下物体运动速度。

2.一种用于实现权利要求1所述水下运动目标与水流的三维速度联合测定方法的水下运动目标与水流的三维速度联合测定装置，其特征在于：包括控制模块、发射模块、接收模块、处理模块、显示模块，其中

控制模块，分别与发射模块、接收模块、处理模块、显示模块相连，用于对各个模块进行控制；

发射模块，与控制模块、处理模块相连，根据控制模块的指令，从处理模块中的调制器中获取测量信号进行超声发射；

接收模块，与控制模块、处理模块相连，根据控制模块的指令，接收所测目标反射回来的回波信号并传送给处理模块；

处理模块，与控制模块、接收模块、显示模块相连，根据控制模块的指令进行数据处理，其通过对接收信号进行分析，并利用水下物体的位置信息，对水流速度和水下物体运动速度进行计算得出速度测量结果；

显示模块，与控制模块、处理模块相连，根据控制模块的指令，将处理模块的水流速度和水下物体运动速度进行显示。

3.根据权利要求2所述的水下运动目标与水流的三维速度联合测定装置，其特征在于：所述的发射模块包括一个超声发射探头，接收模块包括N个超声接收探头，其中N≥6。