引入导航信息与雷达互测机制的目标指令误差估计方法

摘 要;中段接力制导作战是协同作战的一种具体协同模式.提出基于平台间雷达互测机制与导航信息的目标指令参数误差估计模型.根据平台间的雷达互测机制得到的平台量测和两平台惯导设备输出的自身定位信息,在发射平台的传感器局部坐标系中表示出目标和平台的位置坐标,实现多传感器数据位置对准,并对各平台的设备偏差进行估计和补偿,消除系统误差的影响,提高了各平台的传感器测量数据精度.     

基于异类传感器的数据融合系统

运用各种有源和无源探测设备在内的异类多传感器集成提供多种观测数据,同时通过不同传感器之间的关联来提高数据精度,可以得到关于目标的更多特征信息,从而为身份识别、态势估计提供更多的依据.基于异类传感器的数据融合系统实现了雷达、ESM等异类传感器的数据关联与融合.仿真结果表明:系统能提供更高精度的数据,获得目标的更多特征信息,并可对目标实施有效识别.     

基于雷达/电视的自标校数据融合方法

针对航母起降引导系统岸基标校真值测量问题进行研究,提出一种基于着舰引导雷达/中线电视测量数据融合的目标定位算法。首先,考虑到起降引导系统相关设备测量频率不一致,且不同位置船体姿态不同、测量坐标系不统一的问题,进行时间取齐和空间转换,统一转换至理想着舰点坐标系下进行处理;接着推导各设备测量误差的传递模型;最后在新获得的误差方差基础上采用加权平均法将着舰引导雷达和中线电视的测角信息进行融合,并给出最终目标位置估计结果。仿真结果表明:该方法在着舰引导雷达和中线电视性能良好的情况下具备较高的定位精度。     

基于雷达/电视的自标校数据融合方法

针对航母起降引导系统岸基标校真值测量问题进行研究,提出一种基于着舰引导雷达/中线电视测量数据融合的目标定位算法.首先,考虑到起降引导系统相关设备测量频率不一致,且不同位置船体姿态不同、测量坐标系不统一的问题,进行时间取齐和空间转换,统一转换至理想着舰点坐标系下进行处理;接着推导各设备测量误差的传递模型;最后在新获得的误差方差基础上采用加权平均法将着舰引导雷达和中线电视的测角信息进行融合,并给出最终目标位置估计结果.仿真结果表明:该方法在着舰引导雷达和中线电视性能良好的情况下具备较高的定位精度.     

一种基于合作目标的机动雷达误差配准技术

针对机动平台传感器非协同误差配准技术实施难度大和配准效果差的问题,对基于合作目标的协同误差配准技术进行了研究。首先根据传感器对合作目标的地球直角坐标系量测方程,建立了系统误差的估计模型,然后根据建立的系统误差估计模型,利用传感器获得的量测和目标通过数据链上报的导航信息,采用最大似然估计技术,对系统误差进行估计。仿真结果表明：该系统误差估计模型可得到系统误差的有效估计,并对目标的导航误差具有强鲁棒性,因此该算法具有一定的工程应用前景。     

基于AIS的商船雷达性能分析方法

利用模糊综合评价将雷达数据和AIS数据进行融合形成两者的共同航迹,实现信息互补和位置的精确定位。首先将雷达和AIS测得不同坐标系下的位置信息变换到同一个平面坐标系中;其次统一传感器的信息,由于二者对同一目标所采集到的时间不同;然后综合考虑航行速度、航行角度和航行距离来确定航迹;最后实现信息融合,通过实验验证基于AIS的商船雷达性能分析是可行的。     

一种时间-传感器系统误差估计算法

由于时间的不一致和传感器系统误差直接影响目标探测信息的精度,假设卫星导航的精度足够高,不考虑导航误差的影响,在时间-传感器系统误差传递模型的基础上,利用对空中平台的实时观测和平台的导航信息,获取观测数据的新息相关函数序列,对未知的系统模型参数和噪声统计参数进行在线辨识,构建自适应滤波,实现对多平台时间-传感器系统误差的实时估计和配准。通过对比仿真实验表明,该算法收敛速度快,估计精度较高。     

船用雷达正逐步发展成为综合导航系统的核心设备

虽然船用雷达的首要功能是为导航时提供避免碰撞的信息,但为了顺应导航技术日趋电子化、综合化、信息化的发展潮流,船用雷达正在逐步发展成为一种传递处理、显示和储存各种雷达数据、目标数据以及外接传感器数据的信息化设备,在现代化综合导航系统中充当日益重要的角色。纵观船用雷达近半个世纪的发展史,可清晰地发现一条符合上述发展趋势的主线:     

海上自主航行设备导航技术研究

近年来,雷达技术被越来越广泛地应用在机器人技术中,尤其在海上机器人障碍规避机制的构建中,发挥了重要的作用。为了实现海上设备的自主航行,需要将雷达信号分析技术与目标探测技术相结合。本文提出一种应用于海上自主航行设备的模型,该模型能够将射程谱的最优估计转换为多目标信息,同时能够基于雷达信噪比信息,实现雷达功率谱预测。本文对该模型进行理论分析,并采用数值模拟,证明提出的模型能够实现海上障碍的有效探测,帮助海上设备实现自主航行。     

基于AHP的舰载对空传感器效能评估

舰载对空传感器(搜索雷达、红外警戒设备、跟踪雷达、光电跟踪仪和电子侦察设备等)对来袭目标进行探测,为舰载武器系统提供目标指示信息。为了对舰载对空传感器的探测效能进行有效的评估,本文采用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)建立了舰载对空传感器探测信息的全面性、精确性和及时性的效能评估模型。针对舰载对空传感器对低空来袭导弹探测的不同方案进行评估计算,得到和实际相符的结果,证明了该模型的有效性。     

矢量声压组合基阵MVDR近场聚焦波束形成

介绍了矢量声压组合基阵MVDR近场聚焦波束形成的水下噪声源近场高分辨定位方法。该方法将MVDR高分辨方位估计方法应用于单矢量水听器与声压基阵构成的组合基阵中,利用矢量水听器的单边指向性,抑制噪声源定位中的左右模糊,并结合声压基阵MVDR算法高分辨定位优势,从而实现了水下噪声源近场高分辨定位,且可以有效抑制近场定位中的左右弦模糊,通过计算机仿真验证了算法的有效性,具有一定的工程应用价值。     

相关噪声背景下声矢量阵目标方位估计

传统的矢量水听器数据处理方法将单个矢量水听器的输出用一复数向量来表示,没有充分利用矢量水听器各振速通道的正交特性,为此提出了用复四元数对矢量水听器的输出数据建模,将矢量水听器输出的三个振速分量用复四元数的三个虚部表示,保留了矢量水听器各阵元的正交性,对相关噪声有较好的抑制能力。针对声源的非平稳特性,将观测数据分成多个子段,计算每个子段的协方差矩阵并进行向量化处理,通过一正交映射,消除干扰噪声,最后对去除噪声的伪协方差矩阵做特征值分解,利用MUSIC算法原理建立目标的方位估计公式。算法降低了对声源信号平稳性要求,对相关噪声有较强的鲁棒性。     

水听器混合阵列MUSIC方位估计研究

实际应用中,矢量水听器阵列是声压水听器阵列通道数的三倍（二维矢量水听器阵列）或四倍（三维矢量水听器阵列）,其相应的数据量、信号处理复杂度及成本亦明显增加。在阵列中混合配置声压水听器与矢量水听器,是一种解决该问题的有效途径。利用多重信号分类法（MUSIC）,对五种配置的水听器混合阵列进行研究,分析在不同信噪比、目标相对运动时对方位估计的影响。仿真表明,在有相同数目矢量水听器时,水听器混合阵列间隔配置比集中配置要好;在目标方位未知的情况下,在中间配置一个矢量水听器比在一端配置要合理。     

便携式水下声信标探测定位设备技术设计与实现

针对声基阵水下搜寻定位系统需要使用大型船只及直升机等大型操作平台的缺点,介绍了一种简单、便携、高效的水下声信标探测定位设备的设计与实现方法.利用指向性水听器及混频方法,将需要探测和定位的水下声信标信号通过音频形式输出,充分利用指向性水听器较普通水听器空间增益高以及人耳对信号识别能力强的特点,提高了复杂海况条件下对弱信号的检测能力.阐述了设备的组成、工作原理以及设备主要单元的设计方法,给出了设备样机在海上试验的结果,并对其适用的场合进行了说明.     

体积噪声场和界面噪声场中声矢量传感器线阵阵增益分析

Acoustic vector sensor consists of pressure and particle velocity sensors,which measure the three-dimensional acoustic particle velocity,as well as the pressure at one location at the same time.By preserving the amplitude and phase information of the pressure and particle velocity,they possess a number of advantages over traditional scalar sensors.Signal-to-noise ratio (SNR) gain (which is often called array gain) is one of such advantages and is always interested by all of us.But it is not unchangeable if the spatial correlation of the noise field varies.Much more important,it is difficult to be given if the noise becomes complex.In this paper,spatial correlation of the vector field of isotropic volume-noise and surface-generated noise has been introduced briefly.Based on the results,the combined SNR output of a vector linear array is investigated and the maximum gain is given in the specified noise.Computer simulation shows that the output of one array in the same noise is not the same in different gestures.And then we find the best gesture through SNR calculation and obtain the biggest gain,which has important meaning to guide how to deploy an array in practice.We also should use the array with respect to the characteristics of the real ambient noise,especially in anisotropic noise field.     

一种基于小孔径基阵的高精度水下目标被动定位方法

研究小孔径基阵条件下的高精度水下目标被动定位是一个具有实用价值的问题。提出一种基于矢量水听器和小孔径标量圆形阵的高精度水下目标被动定位方法。将矢量水听器置于标量圆形阵的圆心处,综合利用标量阵常规波束形成的稳健性和矢量水听器的测向原理,可大幅提高目标的测向精度。并利用多个基阵进行空间方位交汇可对目标进行测距。当存在多个目标时,通过基阵两两组合进行“举手表决”剔除伪解的方法,还可分辨多个目标。仿真结果表明,在4个基阵围成的边长5 km的正方形探测区域内,3个目标测向精度均在1°以内,相对测距误差低于5%,验证了该方法的有效性。     

有限水深下舱段模型水下声辐射圆柱形阵列测量研究

在水面舰艇的研发阶段,随着对其声隐身性能指标的提高,一般采用数值仿真或者舱段模型试验来考核并优化其声学设计。对于舰艇水下声辐射预报方法,也会利用舱段模型试验来验证。考虑试验成本、操作便利性和背景噪声等因素,一般将舱段模型放置在露天水池进行水下辐射噪声测量,因此开展舱段模型在有限水深露天水池的水下声辐射测量研究非常有必要。为了分析有限水深露天水池中舱段模型水下辐射噪声圆柱形阵列测量方案的合理性,本文对在2种水域模型的封闭半圆筒结构水下声辐射进行数值仿真,并对小水线面双体船缩比模型进行了露天水池试验和噪声估算。分析计算和实测结果,验证了有限水深露天水池中舱段模型水下辐射噪声圆柱形阵列测量方案的合理性。该研究成果对于露天水池中舱段模型水下辐射噪声测量试验具有指导意义。     

基于声辐射模态理论的声场分离技术

为了消除复杂声场中干扰噪声对于近场声全息重建精度的影响,该文提出了一种基于单层阵列测量的声场分离技术.当目标声源和干扰噪声源为相干声源时,利用源强密度声辐射模态分析理论建立了声源与辐射声场的数学关系模型,通过对单层阵列测量的声压数据进行空间重采样得到两组子数据,构造各组子数据与目标声源和干扰噪声源的声辐射模态之间的数学公式,再求解公式中目标声源的各阶声辐射模态的展开系数,可重构目标声源在阵列处的声场响应,达到声场分离的目的.刚性脉动球声源与刚性脉动球干扰源、平板声源与刚性脉动球干扰源的数值仿真及对影响该方法的相关参数进行了详细研究,相关结果表明该方法具有较好的有效性和正确性.     

拖曳线列阵声呐及其左右舷分辨方法概述

概述了拖曳线列阵声呐的发展概况,重点总结了国内外拖曳线列阵声呐左右舷分辨方法的发展情况,包括传统单根线列阵左右舷分辨方法、三元水听器组左右舷分辨方法、双线阵左右舷分辨方法和矢量水听器线列阵左右舷分辨方法等。本文对于拖曳线列阵声呐的相关研究具有一定的参考价值。     

基于近场声全息技术的声对接装置

声对接技术以平面近场声全息理论算法为基础,利用声传播的近场特性,在一定的介质条件下来模拟声场远场传播特性的技术。在近场条件下,平面近场声全息技术能够针对不同的测试频率范围以及声场分布等要求,计算出相应的传输介质厚度以及对接阵阵元分布等参数,从而设计出声对接阵。通过仿真验证,采用平面近场声全息技术设计的声对接阵完全能够满足与水中兵器基阵实现声对接的要求。