潜艇磁异常信号与方位对应关系的研究

根据潜艇磁偶极子等效模型,利用Matlab仿真生成了反潜机在任意搜潜航向下,探测到的目标潜艇任意航向下的磁异常信号,并利用这些磁异常信号建立数据库。将反潜机在两条相互垂直的搜潜航线下探测到的磁异常信号与数据库中的磁异常信号进行对比,可快速判别出目标潜艇所处的方位,对进一步提高反潜作战效能有一定的参考价值。     

基于改进EMD算法的水下潜艇磁异常信号处理分析

潜艇水下磁异常探测中关键环节是对信号的检测处理。针对传统EMD算法处理磁异常信号存在的模态混叠现象,论文仿真了经典磁偶极子模型对潜艇磁异常信号,利用改进的EMD算法对高噪声环境下的仿真信号进行检测,检测结果表明,该方法具有自适应强、完备性好的特点,在信号重构过程中能够较好地还原目标信号的时域特性。论文的结果对今后水下潜艇磁异常探测信号检测算法的发展有一定借鉴意义。     

舰船感应磁性的磁异常信号特征

为了研究舰船的磁性目标特征,基于弱磁环境下铁磁质的线性磁化规律,利用国际地磁参考场模型,研究了不同磁航向情况下舰船磁异常信号的分布。仿真分析表明,在地磁坐标系中,舰船南侧的磁异常信号为正,北侧为负;随着舰船磁航向的变化,磁异常信号等值线的形状略有变化,取向和范围有较大变化;为了减弱磁异常信号,舰船应沿磁东、磁西方向航行,为了提高探测能力,应沿磁南、磁北方向搜索。     

基于FIR与正交基分解的磁性目标检测方法

针对磁异常探测中,磁性目标信号被噪声淹没,信噪比较低的情况,提出了FIR与正交基分解相结合的检测方法。先利用FIR低通滤波器滤除高频噪声,保留磁性目标磁异常信号,再利用正交基分解检测算法,大幅度提升磁性目标信号的信噪比,从而实现磁性目标检测。仿真试验结果表明,该方法可以提升磁性目标检测能力,具有一定的工程应用价值。     

隐身“雷达”

本文所述系统的目的是探测包括隐身飞机在内的飞机。系统对能量的任何自然辐射及来自远于被探测飞机的背景噪声敏感。与采用微波照射目标的传统雷达不同，被该新系统探测的目标飞机接收不到任何信号。计算被测目标的算法主要考虑飞机在背景噪声上产生的阴影，且该阴影表明了飞机的位置。探测器的灵敏度极坐标图可能是最窄的，但因其将一直干扰背景噪声的接收，因而不必比飞机的立体角更窄。     

潜艇磁矩对反潜直升机磁探宽度的影响

通过潜艇磁场的偶极子模型和直升机磁异探测模型建立了潜艇的磁异场模型,然后依据文中所提出的磁异强度指标曲线确定了直升机的磁异探测宽度,在此基础上对潜艇磁矩与反潜直升机磁探宽度的关系进行了仿真分析。大量仿真结果表明,潜艇磁矩对磁探仪探测宽度的影响较大,随着潜艇磁矩的减小磁探仪的探测宽度快速减小,当潜艇磁矩减小为原来的0.3倍时,探测宽度减小一半。同时反潜机航向对磁异探测宽度随潜艇磁矩变化关系的影响在东西航向上达到最大。另外,在对潜艇磁矩对磁探仪探测宽度的影响近似估计时,可采用偶极子磁场的最小探测宽度模型进行计算。     

钢管漏磁检测信号的时频分析

介绍了时频分析中的短时傅立叶变换和小波变换的基本概念和特性。对钢管缺陷的漏磁信号分别进行短时傅立叶变换和小波变换分析与处理，比较它们的优缺点，得出时频分析是解决钢管漏磁突变异常信号的一种有效方法，尤其小波分析方法在解决漏磁信号干扰剔除、数据压缩、特征提取方面更具优点。     

姿态与舰船感应磁性间关系的建模分析

姿态变化与舰船异常感应磁信号的分布具有紧密相关性,为保障舰船行驶安全,研究姿态与舰船感应磁性间关系的建模分析方法。分别构建地磁坐标系、舰船坐标系与地理坐标系,分析3个坐标系间的转换关系;构建单椭球体和磁偶极子阵列混合模型仿真舰船感应磁场,利用磁传感器确定舰船在磁传感器区域的感应磁场值;根据舰船在地理坐标系下的感应磁强度与感应磁强度变化率分析舰船姿态。实验结果表明,该方法能够准确分析坐标系不同轴上的感应磁性数据,舰船姿态分析过程中俯仰角与磁航向角误差分别控制在±0.8°和±0.5°范围内。     

基于声磁复合的磁异常探测与定位

为提高在低信噪比条件下复杂水下环境中磁异常物体的位置探测精度,采用声呐系统提供初始目标定位,将磁强计按照一定配置排布以获得磁异常测量数据。将目标视为磁偶极子,磁异常在一个方向的梯度可以由3个线性无关的函数组合而成,据此可以利用声呐提供的位置初始值,结合总场磁强计提供的数据,使用L-M算法解算出偶极子的位置信息。为了降低噪声对位置解算的影响,本文对2个传感器之间噪声的相关性对数据进行预处理,进而推导出了磁异常物体位置的精确计算公式。结果表明,当信噪比为-10 dB时,该方法的求解相对误差小于5%,可为复杂环境下磁异常精密探测提供理论依据。     

基于BP神经网络的磁异常向下延拓方法

舰船、潜艇等水中目标会产生磁异常场,这一物理场中包含丰富的目标固有信息。航空磁测是一种快速高效的磁测方式,通过一定的向下延拓算法,能够准确识别定位目标。但现有的磁异常向下延拓方法延拓深度有限,不能从航磁数据向下延拓至海面。BP神经网络方法具有较强的非线性映射能力,在函数逼近和模式识别等领域具有广泛的应用。本文以BP神经网络方法为基础,建立一种磁异常数据向下延拓方法,经理论模型验证,本方法准确可靠,能够较稳定地进行30倍点距的向下延拓,达到从航磁数据延拓至海面的目的。     

基于统计量的声呐图像目标检测算法

水下声呐图像目标检测问题是一项重要而困难的工作,采用滑动窗计算图像中各像素点处邻域像素灰度的统计量,利用最大熵图像分割算法确定检测阈值,并利用均值、标准差、偏态和峰度等统计量对算法进行了仿真验证,对声呐图像中的目标回波区和阴影区域均可实现较好的检测效果。结果表明,该方法具有原理简单、运算效率高、实时性好等特点,具有较强的工程应用价值。     

提取频谱稳定度差异探测舰船目标

寻找目标与环境的差异,探测目标的存在,同时降低对各类干扰的虚警,是水雷目标探测的首要任务。文章在归纳并分析舰船噪声与环境噪声的基础上,提出利用两者的频谱稳定度差异来探测舰船目标,并结合实测数据,进行了仿真,结果表明,该方法适应性强,智能化程度更高。     

一种基于模型的水声弱信号检测方法(英文)

Detection of weak underwater signals is an area of general interest in marine engineering. A weak signal detection scheme was developed; it combined nonlinear dynamical reconstruction techniques, radial basis function (RBF) neural networks and an extended Kalman filter (EKF). In this method chaos theory was used to model background noise. Noise was predicted by phase space reconstruction techniques and RBF neural networks in a synergistic manner. In the absence of a signal, prediction error stayed low and became relatively large when the input contained a signal. EKF was used to improve the convergence rate of the RBF neural network. Application of the scheme to different experimental data sets showed that the algorithm can detect signals hidden in strong noise even when the signal-to-noise ratio (SNR) is less than −40d B.     

N-P准则与CA-CFAR检测技术研究

在杂波和噪声环境下脉冲雷达对杂波和噪声进行统计分析处理,确定杂波和噪声的概率分布模型,选择相应的恒虚警检测方法,以检测目标回波信号。N-P准则不能随环境的变化而调整门限,虚警概率较高;而CA-CFAR检测能够根据参考窗内的信号的特性,自适应调整检测门限,虚警概率较低。文章研究了N-P准则和CA-CFAR检测技术的基础,并对二者的检测性能进行了仿真分析比较。     

基于微分进化算法的磁性目标参数估计方法

根据磁场数据来获得磁性目标参数相关信息的方法称为磁探测技术,其在民用和军用领域都有着重要的应用价值。以磁性探潜为背景,首先基于磁场采集数据将磁性目标参数估计问题简化为一个非线性数学模型,进而选择简单有效的微分进化算法求解上述数学模型,以实现磁性目标磁矩和位置参数的估计,并通过仿真试验对方法有效性进行了检验。仿真计算结果表明,该方法能够准确、快速地优化出磁性目标三分量磁矩和空间位置坐标参数,具有一定的实用意义。     

水运交通电视监控图像目标识别技术研究

针对水运交通的特点，提出一种水运交通电视监控图像目标识别技术，使用条件细缝检测窗，对窗内的图像数据进行似然比法求差图像，序列图像相关去时域噪声及进行闭运算以弥合孔洞和裂缝，之后进行目标检测和跟踪（匹配）， 最后计算各种交通参考。     

潜艇磁场建模方法的分析与比较

对潜艇进行磁探仪探测,需了解潜艇的磁特性模型.潜艇磁性物质分布复杂,直接用解析方法求解其磁场相当困难.经过近几十年的发展,目前已经得到了多种有效的潜艇磁场建模方法.本文分析了目前潜艇磁场建模的几种方法,对各种方法的基本原理进行阐述,并对其适用范围进行分析.最后对潜艇磁场数学模型的选择进行了说明.     

基于径向基神经网络的舰艇空间磁场延拓

针对目前线性化方法解决舰船空间磁场之间推算时存在的困难,论文从智能优化的角度出发,建立了舰艇空间磁场之间的径向基神经网络预报模型.该方法避免了利用线性化方法存在的诸多困难,即可实现舰艇空间磁场的换算,并利用船模实验验证了网络预测的准确性,换算精度较高,满足工程实际需求.     

机械和螺旋桨振动噪声作用下的物探船水下辐射噪声数值预报

探讨了考虑机械噪声和螺旋桨噪声共同作用下物探船水下辐射噪声有效计算方法,采用基于结构有限元-声学边界元的声固耦合模式直接一体化计算水下总辐射噪声级。建立了某物探船整船三维结构有限元模型以及流体声学边界元模型。在船体总振动响应分析基础上,将螺旋桨噪声以点声源的形式与机械振动源同时输入到统一声学环境中求解,对物探船水下辐射噪声进行数值预报,给出了物探船辐射噪声指向特性,并比较了两类噪声源一体化计算方法与直接叠加合成方法在物探船水下辐射噪声计算结果的差异。研究表明,采用机械噪声与螺旋桨噪声直接叠加合成总辐射声级的方法在工程精度上可接受,但一体化计算是更合理的处理方式。     

低航速下舰船声学故障检测方法研究

舰船在低速航行时,机械振动引起的结构噪声往往成为舰船的主要噪声源,声学故障检测问题可转化为机械设备振动状态监测问题。本文建立了基于PCA的测点级声学故障检测模型,并利用模型试验对检测模型进行了验证和评估。结果表明,通过对SPE和T2统计量的监测,检测模型可以很好地检测出所模拟的故障,验证了文中声学故障检测方法的可行性。