方位和多普勒频移联合的目标要素估计

提出一种利用目标方位信息和多普勒频移信息联合估计匀速直线运动目标要素的方法。该方法适用于观测站不机动情形下目标运动分析问题。将2种目标信息分别伪线性化,建立对应的伪线性模型,利用最小二乘方法构建2个伪线性滤波器,后融合的方法得到了目标要素估计的算法。与现有的基于方位和多普勒频移进行目标要素估计的方法相比,该方法有以下不同特点:1)2个线性估计器均是二维系统,可观测性增强;2)在多普勒频移估计器中,不需要估计线谱的原信号频率。数值仿真给出了不同观测误差下的算法性能,试验验证了方法的实际有效性。     

基于方位频率测量的水下被动目标运动分析算法

根据被动观测器所测得的目标方位和多普勒频率信息,通过对新息的伪线性处理,建立了系统线性的状态方程和观测方程,并推导出修正的扩展卡尔曼滤波递推公式,从而对目标的运动状态进行估计。通过蒙特卡罗仿真表明,此算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点,可应用于远距离的水下被动目标运动分析。     

一种适用于ATT武器系统的目标跟踪算法

提出一种基于单站纯方位的水下高速目标跟踪算法。该算法在快速估计出目标航向的基础上,利用目标先验速度信息解算出其他目标运动要素。该算法收敛速度快,对观测平台机动要求低且具有一定精度,能满足反鱼雷鱼雷武器系统的要求。     

初距自适应估计的降维纯方位目标运动分析

纯方位目标运动分析(BO-TMA)是一种从探测器所观测到的加噪方位信息和测量载体的机动信息中估算出目标运动要素的方法。针对传统纯方位目标运动分析收敛速度慢,参数估计精度低的问题,本文通过建立以初距为参量的纯方位最小二乘TMA模型,提出一种自适应确定初始距离并求解速度信息的方法,该方法将三维问题转化为二维问题,从而提高收敛速度与估计精度。仿真结果验证了该方法的有效性。     

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.     

一种改进的纯方位目标运动分析方法研究

本文分析了观测目标初始方位的准确度对纯方位目标运动分析跟踪性能的重要影响。在此基础之上,基于匹配场处理思想提出一种改进的纯方位目标运动分析方法,该方法将目标的初始方位作为待估计量,在目标初始方位可能的空间内进行搜索,构成多个滤波器估计出不同目标初始方位下对应的目标运动参数,并分别推算出目标方位序列作为预测场,根据推算的目标方位序列与实际观测的目标方位序列的匹配性确定目标的实际初始方位,从而实现对目标速度、航向、初始距离、初始方位四要素的完整估计。仿真结果表明,本文方法能够有效提高纯方位目标运动分析方法的跟踪性能。     

尾流气泡群后向散射光多普勒移谱特性研究

船舶在航行过程中会因为螺旋桨的作用产生大量的气泡,本文利用差动技术研究了尾流气泡群后向散射光多普勒移谱特性,在研究过程中首先阐述了差动多普勒探测原理,然后根据蒙特卡罗模型对整个频移进行无偏估计。最后进行了气泡数密度、气泡速度对后向散射光信号的多普勒频移影响的仿真实验,实验结果表明,二者与多普勒谱频移成正比。     

一种单站纯方位目标跟踪中的最小二乘递推方法

与成批处理的方位平差法相比,最小二乘递推方法无需矩阵求逆运算,具有计算简单、存储量小的优点,适合于在线估计目标运动要素.提出了一种用于单站纯方位跟踪的最小二乘递推方法,并对算法进行了仿真.仿真结果表明,该方法受初始值影响很小,适用于含方位预处理的纯方位目标跟踪.     

基于时频分布的海杂波环境下目标检测

对海杂波存在目标和没有目标两种情况进行时频分析,其时频分布图表现出明显的特征差异,在没有目标时,时频分布图比较发散,存在目标时,时频分布图中有较集中且与目标多普勒频移对应的最优曲线。利用这种差异,文章提出了基于时频分布的目标检测方法。时频分布检测方法通过查找算法得到该最优曲线,并取该最优曲线所有点的和值作为判断目标存在与否的依据。通过实测数据仿真表明该方法能够提高海杂波环境下目标检测性能。     

基于双曲调频信号的水声通信帧同步方法

水声通信中收发两端的相对运动会引起多普勒效应,严重的多普勒效应将极大地影响通信系统性能。针对多普勒效应对水声通信信号的影响问题,利用双曲调频信号对多普勒频移的不敏感性,提出了一种基于时域叠加上扫频和下扫频双曲调频信号作为前导信号的水声通信帧同步方法。通过接收端配置2个并行相关器对带有前导信号的接收信号进行匹配滤波,并根据2个相关峰的偏移时延差实现精确的多普勒因子估计,利用线性插值方法进行重采样,减弱多普勒效应对水声通信性能的影响。仿真结果表明,在实测多途信道条件下,该方法可以实现多普勒因子精确估计,有效提高收发端相对高速运动条件下的水声通信性能。     

MTD雷达的舰速补偿

舰速补偿问题是舰载雷达必须考虑的问题,MTD雷达的核心是一组多普勒滤波器,针对采用FFT算法实现的滤波器组,可利用傅立叶变换的移位性质将信号频谱移动实现舰速补偿。但为避免载体运动造成的动目标和固定目标的回波频谱太近的影响,提出采用改变相参信号的办法实现补偿,应用实例分析舰速测量误差对系统改善因子的影响。     

Linear track estimation using double pulse sources for near-field underwater moving target

The double pulse sources (DPS) method is presented for linear track estimation in this work. In the field of noise identification of underwater moving target, the Doppler will distort the frequency and amplitude of the radiated noise. To eliminate this, the track estimation is necessary. In the DPS method, we first estimate bearings of two sinusoidal pulse sources installed in the moving target through baseline positioning method. Meanwhile, the emitted and recorded time of each pulse are also acquired. Then the linear track parameters will be achieved based on the geometry pattern with the help of double sources spacing. The simulated results confirm that the DPS improves the performance of the previous double source spacing method. The simulated experiments were carried out using a moving battery car to further evaluate its performance. When the target is 40–60m away, the experiment results show that biases of track azimuth and abeam distance of DPS are under 0.6^o and 3.4m, respectively. And the average deviation of estimated velocity is around 0.25m/s.     

一种估计水中目标辐射噪声线谱的方法

线谱是水中目标辐射噪声中重要的特征信息,在被动声呐系统中,线谱提取是水中目标识别的关键技术.文章简述了水中目标辐射噪声的物理成因和频谱特征,利用经典谱估计法与现代谱估计法在短时序列谱估计中的特点,结合仿真试验的结果,提出了一种对水中目标辐射噪声低频段线谱估计的联合分析法,并用该方法对2艘实船噪声进行了谱分析.实验结果表明,该方法对低频段的线谱特征提取有较好的实用效果.     

船舶动力定位系统滤波器的设计与研究

建立了船低频数学模型，对高频实验数据采用周期图法进行了功率估计，并根据功率谰估曲线建立了船高频数学模型，据此设计的有限冲激滤波器和最优估计滤波器已应用在某船动力定位系统中，效果良好。     

未知参数的舰船辐射噪声线谱Duffing振子检测方法

当被动声呐探测舰船目标时,舰船辐射噪声中的线谱成分是舰船分类识别及航行状态监测的特征参量,通常情况下线谱的频率及数量是未知的。针对现有未知频率的Duffing振子检测方法存在系统结构复杂,判别时间长,需要人为参与等问题,本文构造了变参数单一Duffing振子检测模型,并提出了变频频率切片小波变换的Duffing振子检测方法。该方法通过设置合理的频率灵敏度参数自动地调整系统内置策动力频率值,利用频率切片小波变换提升系统抗噪性能,结合Poincare映射特征函数的系统相态定量判决方法,变频搜索待测信号中的线谱分量。在实测数据的分析处理中,对不同观测时间内的数据进行检测,实现了线谱成分的检测跟踪与频率估计,并根据时间轨迹上的频率识别信息确定存在的稳定线谱成分。数据处理结果表明,该方法能够实现低信噪比下参数未知线谱的检测与频率估计。     

一种正切调频与巴克码复合信号脉压性能分析

非线性调频信号和二相编码信号在脉冲压缩雷达中使用较为广泛,分别对其进行分析后推导出一类非线性调频-二相编码复合调制信号的时域表达式,这种信号兼有原两种信号的特点,仿真结果表明,该复合调制信号容易产生和处理,其匹配滤波结果对多普勒频移也不敏感,但由于该信号的特殊性,常规窗函数无法对其旁瓣进行抑制。采用延时线网络加权法抑制其旁瓣,效果十分理想。     

一种提高分裂阵频域波束形成测向分辨力的方法

为了提高声呐系统对目标方位的分辨能力,本文提出一种分裂阵频域波束形成方法,即超波束互谱测向法。通过将超波束方法得到的方位谱加权到互谱方法得到的波束形成结果上,从而得到最终的波束输出结果。超波束互谱测向方法的优点是既能够降低主瓣宽度,抑制旁瓣,提高测向分辨力;又能够保留相位信息,为后续谱分析应用提供参考。实验室水池测试结果表明,利用阵元间距为0.016 m的16元均匀直线阵,对于37.5 kHz的声信号,采用超波束互谱方法进行波束形成与单纯采用互谱方法进行波束形成相比较,在0°和60°方位上的波束主瓣宽度分别减小了3.8°和6.9°,旁瓣幅度降低超过30 dB,测向分辨力得到明显提高,从而验证采用超波束互谱测向方法提高测向分辨力的可行性和有效性。     

复合系统多普勒频移联合抑制技术的研究

在复合系统通信中,飞行器的高动态使扩频信号存在多普勒频移。对于存在较大多普勒频移的扩频信号,采用传统的捕获方法,整个捕获过程非常困难。由信号产生原理可知,直扩信号同时隐含了符号与码元的周期性,具有二阶循环平稳性。利用循环谱理论对接收端扩频信号的载频进行实时估计,然后将载频估计值传于锁相环,再用锁相环完成载频的锁定和跟踪,可以解决在高动态环境下锁相环载频跟踪的问题。     

锚链预张力对FDPSO运动响应的影响

作为一种综合性浮式平台,浮式钻井生产储油船简称FDPSO,具备石油钻探、生产、储备等功能,是在浮式生产储油船的基础上发展而来.FDPSO主要工作于海况比较恶劣的深水海域,因而如何准确预报FDPSO的运动响应和锚链的预张力非常必要.本文基于时域耦合方法对FDPSO运动响应和锚链的预张力进行预报,在此基础上将数值结果与试验结果进行对比以验证理论计算的可靠性.通过改变锚链线的预张力来研究预张力对FDPSO运动响应的影响.文中提供了运动响应的时历曲线和响应谱,并对比分析其中的异同,结果表明锚链预张力对纵荡、横荡和横摇运动的响应影响比较大.