浅海典型声速近程海底混响数值仿真

浅海混响以海底混响为主.本文选取对浅海近程海底混响贡献较大的声线采用射线声学理论,数值计算浅海3种典型声速分布下的海底混响时域信号和混响强度,分析声速分布、脉冲宽度及负跃层声速条件下声源深度对海底混响衰减的影响.计算结果表明:浅海近程混响强度随着时间振荡衰减,不同声速、不同声源深度下混响强度具有相似的衰减特性,但振荡衰减的"波峰"和"波谷"会随着声速分布、声源深度变化而变化.     

浅海典型声速近程海底混响数值仿真

浅海混响以海底混响为主。本文选取对浅海近程海底混响贡献较大的声线采用射线声学理论,数值计算浅海3种典型声速分布下的海底混响时域信号和混响强度,分析声速分布、脉冲宽度及负跃层声速条件下声源深度对海底混响衰减的影响。计算结果表明:浅海近程混响强度随着时间振荡衰减,不同声速、不同声源深度下混响强度具有相似的衰减特性,但振荡衰减的"波峰"和"波谷"会随着声速分布、声源深度变化而变化。     

浅海宽带声源深度判决方法

被动声呐系统具备区分水面和水下目标的能力是十分重要的。针对此问题,文章提出了一种在浅海环境下利用单水听器区分水面和水下目标进行分类的方法。声源深度判决问题可以看作二元分类问题,在理想浅海波导的相干多途信道模型下,推导了海底和海面反射声与直达声时延差比值的关系式,并基于该比值构建了与声源距离无关的深度判决统计量,利用该统计量与预设门限进行对比,可以对水面和水下声源进行区分。在宽带噪声源的假设下,接收信号的功率谱中含有与多途时延量有关的周期分量,对功率谱进行稀疏性约束,可利用正交匹配追踪算法对海底和海面反射声时延进行估计。计算机仿真给出了时延估计性能,分析了时延估计误差对算法的影响性能,同时利用蒙特卡罗试验方法验证了所提声源深度判决方法的有效性。     

基于波导不变性的水平阵列测距研究

基于波导不变性理论,利用水平线列阵,提出一种新的水下目标声源距离估计算法。该方法相比于匹配场定位而言,具有较好的环境宽容性。文中通过引导声源和阵列信息这2种模式实现目标声源的距离估计。该算法不需要确知海洋环境的具体参数以及声场传播模型,通过一个已知距离的引导声源或者利用阵列信息,实现目标声源距离估计。计算机仿真结果表明,2种模式都能很好地实现目标声源估距,且估计误差较小,可为水下目标声源定位提供一种新途径。     

基于UT变换改进多模型滤波的水下航行器导航方法

为了提高水下航行器组合导航系统的精度,针对滤波算法存在较大的截断误差和累积误差等问题,提出了一种基于无迹变换改进多模型滤波算法,并利用辅助信息对估计结果进行修正。首先通过无迹变换产生Sigma点对非线性测量方程进行近似,构造伪观测量进行偏差估计,然后利用基于加权因子的辅助信息融合算法,消除累积误差,进一步提高系统估计精度,最后给出算法的实现过程。仿真结果表明:与常规的多模型滤波算法相比,本文方法提高了估计精度。     

球面瞬态声辐射的全息重构研究

由于声源体受到冲击而振动的持续时间很短,这种情况下声源体向空间中辐射声波的过程不能看做稳态的过程,不再适用稳态声全息理论.本文采用球面瞬态声全息的模型,对自由空间中受到冲击的球产生声辐射的过程进行数值仿真,仿真中分别采用Tikhonov正则化方法和共轭梯度法处理运算中遇到的矩阵病态和解不稳定的问题,并对仿真结果进行对比分析.结果表明,在一定的容许误差范围内,2种方法都适用.     

基于模拟退火法的水下多元线阵阵列误差有源校正方法

本文提出一种基于模拟退火法的远场阵列误差有源校正方法,以解决水下多元线阵存在的阵列误差问题。此方法将分时工作校正源置于不同位置用于辅助校正,结合无条件最大似然方位估计算法构建目标函数,并利用模拟退火法进行阵列误差寻优。利用此方法进行性能仿真实验,结果表明:该方法校正精度高、鲁棒性好,具有较好的应用前景。     

基于FTESO和漂角补偿的船舶航向滑模控制

[目的]为提高水面欠驱动船舶的航向跟踪性能,减小航向误差,研究一种基于有限时间扩张状态观测器(FTESO)的船舶航向滑模控制方法.[方法]首先,采用预滤波器减小船舶转向时较大的航向变化率影响,利用扩张状态观测器对时变漂角进行估计,然后通过估计出的漂角及时修正航向误差.为简化控制器设计,艏摇方向上的外部扰动和内部不确定项...     

舰船地震波环境噪声的统计特性

研究舰船地震波信号需要首先分析海底地震波的环境噪声特性.海底地震波环境噪声的统计特性研究中,假设其满足广义高斯分布,利用拟合方法对形状参数及尺度参数进行估计,采用χ2检验法进行检验.另外,本文还对地震波信号的平稳随机过程进行了检验.统计结果表明,海底地震波环境噪声近似服从广义高斯分布平稳随机过程的假设检验.结论可以用于舰船地震波信号的降噪方法研究,抑制环境噪声,并为深入研究舰船地震波信号处理方法打下基础.     

球面瞬态声辐射的全息重构研究

由于声源体受到冲击而振动的持续时间很短,这种情况下声源体向空间中辐射声波的过程不能看做稳态的过程,不再适用稳态声全息理论。本文采用球面瞬态声全息的模型,对自由空间中受到冲击的球产生声辐射的过程进行数值仿真,仿真中分别采用Tikhonov正则化方法和共轭梯度法处理运算中遇到的矩阵病态和解不稳定的问题,并对仿真结果进行对比分析。结果表明,在一定的容许误差范围内,2种方法都适用。