大俯仰角时的潜艇目标强度研究

大俯仰角时的潜艇目标强度是自顶向下攻击的水中兵器所需要的重要目标特性数据,而该类目标特性数据难以测量.为此,以多亮点模型为理论基础,通过仿真方法研究了大俯仰角情况下的潜艇目标强度.从研究结果可知,在正横方位上,潜艇目标强度与俯仰角无关;在其他方位上,当照射角相同时,俯仰角越大,目标强度值也越大;当俯仰角为90°时,潜艇的目标强度与声波的照射角无关.研究结果与潜艇的物理结构特性相吻合,对水中兵器的科研与试验具有一定的参考价值.     

基于声纳目标多线谱信息的目标运动参数估计

在方位信息基础上,利用频率信息可以在本艇不机动条件下完成对目标的观测,而一般情况下,水下目标辐射噪声存在多个线谱频率,根据单阵或多阵所测得的目标方位和多线谱频率信息建立量测方程,对于求解这种非线性问题,利用一种改进极大似然估计方法避免残差值较大时收敛性存在的不足,完成对目标的运动参数进行估计.通过蒙特卡罗仿真表明,此算法具有比方位一单频率算法收敛速度更快、精度更高、稳定性更好等优点.由于线谱一般都处于低频段,信噪比高,因此该算法可应用于远距离的水下被动目标运动参数估计.     

基于ICA的单矢量水听器多目标分辨

单矢量水听器利用目标信号的声能流进行测量,可有效抑制各向同性干扰,提高目标信号的信噪比,从而实现目标的波达方向(DOA)估计。但若存在多个目标时,单矢量水听器测量的是各信号声能流的矢量和,因此无法估计单个目标的方位。本文将独立分量分析(ICA)原理与单矢量水听器技术相结合,提出一种新的单矢量水听器多目标分辨算法。在目标信号方向未知的情况下,该方法可对矢量水听器的导向矢量实现盲估计,并分离出各独立目标信号,进而利用声能流逐次分辨出各独立目标信号。仿真实验证明了算法的有效性。     

基于单波束仰扫回波信号强度处理的船舶吃水检测技术

针对内河船舶超吃水引发的船舶安全问题,提出单波束声呐在水下仰扫,对目标船舶回波信号的强度值进行处理并滤除干扰误差,测量内河船舶动态吃水值的检测方法。采用自适应阈值法甄别仰扫单波束声呐发射到船底的回波信号,利用中值滤波滤除回波信号异常数据得到单波束声呐到目标船舶底部的距离,用测深传感器测得的水深值减去此距离得到船舶的实时吃水值。对不同吃水值的模拟船舶进行吃水测量实验,结果表明:该系统能够较为准确测量船舶吃水值。     

鱼雷目标检测的贝叶斯判别融合方法研究

对基于贝叶斯判决法的模式分类方法进行了理论分析,并将多变量的贝叶斯模式分类方法应用于决策信息融合过程,证明用多传感器测得的多维信息通过决策融合进行目标判别优于用单传感器测量进行目标判别,此方法用于鱼雷的目标检测,能大大提高系统的目标检测概率,或降低检测的虚警概率。理论分析和数学仿真均证明其是一种有效的方法。     

单矢量水听器基于互谱测向的多目标分辨

利用单个矢量水听器可以测出目标声源的方位,提出了一种利用单矢量水听器基于互谱测向的多目标分辨方法。利用互谱测向方法计算出测量过程中各个目标的方位变化轨迹,画出方位历程图,根据方位历程图选择目标方位相差比较大的时刻,根据方位信息提取出各自目标声源的特征谱;只要目标声源的特征谱不重合,就可以分辨出多个目标。本文结合仿真说明了分辨2个目标的方法和计算过程,利用本方法可以分辨2个或更多目标。     

大姿态角入水时的鱼雷半实物仿真方法研究

通常在采用立式三轴转台进行鱼雷入水时的控制系统仿真时;当鱼雷俯仰角大于-70°时,控制系统半实物仿真中会出现发散,当鱼雷俯仰角为±90°时,立式三轴转台的内环轴与外环轴重合,无法提供3个自由度的运动,致使鱼雷姿态仿真无法进行,导致仿真试验失败。本文分析传统欧拉角法缺陷,合理定义欧拉角以及设置转台的角速率限幅值和角加速度限幅值,可以实现大姿态控制系统的半实物仿真,并结合某产品进行仿真试验和分析,对大姿态角入水下的半实物仿真具有参考价值。     

近距配置声呐方位门关联分析

由于空间分辨率低,两声呐纯方位目标关联存在关联模糊性,从而产生虚假目标(幻影).当两声呐配置距离较近时,利用两声呐同目标的方位相似性,提出方位门快速关联,消除关联的模糊性,分析配置距离和目标方位对关联门的影响,提供目标早期接触跟踪关联方法.随着跟踪的进行,在具有初步的距离范围信息的情况下,提出距离范围方位门关联方法,提...     

基于回波空间特性的潜艇目标识别研究

本文阐述了基于波束分裂的互谱法定向理论,给出了水下体目标的亮点模型.在此基础上,提出了一种利用体目标回波的空间方位分布信息识别水下目标的方法.通过对亮点模型目标回波的方位角和俯仰角进行估计,估算出目标的线性尺度,实现体目标的识别,最后通过计算机仿真给出了估计量的估计方差并进行了相应的分析.     

多径效应对测向方位角的影响分析

无线电测向设备是无线电侦查设备的重要组成部分之一,无线电测向是利用无线电测量设备测定目标信号的方位信息。在测向试验中由于周围环境的不同,当有二次反射体存在时,将引起多径效应,使得来波方向呈现不唯一性。在对两径传播模型分析的基础上,进而分析三径传播对测向方位角的影响,并通过计算机对三径传播进行仿真,总结多径效应对测向方位角的影响规律。     

基于高度角和方位角的选星方法

在传统选星算法的基础上,综合考虑GPS定位精度和实时性,提出一种基于高度角和方位角的六星选择算法。通过分析卫星高度角和方位角对于GDOP的影响,选取高度角最大的两颗星为顶座星,选取高度角小且彼此的方位角差分布均匀的四颗星为底座星的六星组合。仿真结果表明：提出的基于高度角和方位角的六星算法能够得到与最佳几何精度因子法相当的结果,但计算量远远小于后者。     

全回转导管桨水动力干扰数值预报与分析

为探明串列全回转导管桨水动力干扰问题,基于粘流理论,采用滑移网格方法,开展了均匀来流下两个串列桨在不同偏转角度下水动力性能的数值预报研究,定量分析了不同偏转角度下,上游桨对下游桨水动力的影响,重点关注不同偏转角度时下游桨推力、功率损失及叶片负载的脉动无序性。研究结果表明,在上游桨尾流影响下,上游桨无偏转角度时,下游桨推力损失约70%,上游桨偏转10度时,下游桨推力损失约15%。本文研究结果对动力定位系统控制策略具有指导意义。     

基于可观测性分析的单轴激光惯导初始对准方法研究

在单轴旋转激光惯导系统中，采用奇异值分解的方法对系统进行可观测性分析，得出在初始对准过程中方位失准角的可观测度相对水平失准角较低，估计速度较慢，影响整个系统的初始对准速度。针对这一问题采用水平失准角的稳态估计值去估计方位失准角的方法。仿真结果表明：该方法可以有效提高方位失准角的估计速度。     

舰艇真航向动态测量中方位角解算的影响因素分析

舰艇真航向动态测量是利用航向角与方位角、舷角的关系来解算真航向。其中方位角的精确解算是保障动态检测精度的一个重要因素。本文从理论上分析了舰艇航行状态下纵横摇、GPS天线高度对GPS定位和方位角解算的影响及GPS与电子经纬仪安装位置不重合对方位角解算的影响,并进行了仿真分析,为方位角的精确解算提供了有力的理论依据。     

单只矢量水听器对多目标方位估计的仿真研究

文章结合了矢量水听器的自身特点,利用单只矢量水听器分别研究了声强法和ESPRIT算法对目标方位进行估计,在无需知道信号先验信息的条件下,可以实现对多个不相关信号的方位角估计。利用已知的条件进行模拟仿真,在不同的信噪比,样本长度的条件下来对比声强法与ESPRIT算法之间了优劣性。     

惯导系统初始对准自适应参数选取法研究

平台式惯导系统的初始对准，为进入导航状态提供必要的初始条件，主要的性能指标是对准精度和时间。本文提出了一种新的变频带对准法的三阶调平系统，在对准过程中，系统的带宽能适应调平过程中信噪比的变化，从而使性能达到最优，经理论分析和仿真研究表明，这种新方法比经典方法，调平速度快而且提高了水平陀螺测漂及方位角的估值的精度。     

单矢量传感器信号处理方位估计

研究基于压差式矢量传感器声压振速联合处理的方位估计算法,获取目标真实方位.采用频数直方图对信号的每个采样区间内的一定采样点数的瞬时方位估计值进行统计,统计出该采样区间内的方位值集中数目,方位值集中数目最多的方向则表明该方向声能流最大,即为目标方向.水池试验结果验证了频数直方图方法可以有效剔除目标估计中界面反射干扰信号引起的方位估值,获得目标真实方位.     

二维扁卵形体近壁面水动力干扰实验

对长度-厚度比为7.0的二维扁卵形体近平壁面运动的水动力特性进行了研究.拖曳水池试验选择了六种不同的壁面间距,五个攻角状态,将卵形体模型安装在U形槽中,保证流场的二维特性.Reynolds数范围从5×105到2×106.根据无界流实验结果,在数据处理中消除测力天平的安装角误差.给出了水动力系数相对于间距、攻角的回归公式,并划分了三个典型的干扰区域:升力区、混合区、阻塞区.实验表明:即使对于钝尾物体,也存在类似机翼的升力效应,无界流中扁卵形体的升力线斜率小于二维平板机翼的相应值.当物体离壁面较远时,水动力系数随攻角线性变化,壁面影响随间距减小而增大;当物体离壁面很近时,出现排斥现象,水动力系数随攻角的变化呈非线性特征.与其它参数相比,在大部分试验状态下,运动速度对水动力系数的影响较小.     

潜艇围壳舵和首舵水动力性能比较

安装在潜艇上的首部水平舵位置对于潜艇在垂直方向的稳定性以及操纵性具有重大意义.本文首先通过Fluent 14.0计算Suboff模型的阻力以及DTMB舵型的升、阻力,仿真结果与实验结果吻合较好.然后计算带围壳舵Suboff潜艇和带首舵Suboff潜艇的阻力、升力特性,并比较了潜艇带首舵和围壳舵的升阻力特性差异,以及对艇体表面压力分布和尾部流场的影响.计算结果显示,相同舵角下,围壳舵和首舵阻力相差不大,围壳舵升力比首舵升力大.相同舵角下,潜艇总阻力相差不大,带首舵潜艇总升力、总力矩比带围壳舵潜艇总升力、总力矩大.围壳舵舵角的变化对艇体表面的压力变化影响相对首舵来说较小.围壳舵和首舵在较大舵角下,都会对尾水平舵产生显著影响.     

新型爪式水泵应用于水下航行器喷水推进上的性能分析

为研究新型爪式水泵应用在水下航行器喷水推进上的性能,对该新型爪式水泵的流场特性、不同转动角度下内泄对扬程的影响等性能进行分析。建立水泵喷水推进数学模型,并进行推力模拟试验及其影响因素分析。结果表明:新型爪式水泵在角度0°时的泄漏量最低,在角度40°时的泄漏量最高,在不同尺寸间隙下,随着角度改变,泄漏量变化趋势一致,而随着间隙的增大,内泄量增多。推力随喷嘴尺寸变化的试验结果与理论模型预测值的变化趋势一致,推力与喷嘴直径呈负相关关系。随着航行器航行速度的增加,喷水速度增大,且增大的幅度会比航行器航行速度的增加量大。