目标和环境特性对被动声呐浮标探测范围的影响

被动声呐浮标的探测性能不仅和自身设备性能有关,还和目标运动特征及环境特性有着密切的关系。通过建立潜艇目标运动、海洋环境的数学模型,利用浅海平滑平均声场理论推导了潜艇深度变化后被动声呐浮标的探测范围,讨论了潜艇采用不同航速、航深以及海洋环境对被动声呐浮标探测范围的影响,并进行了仿真。结果表明,目标和环境特性对被动声呐浮标的探测范围有重要影响,这对航空反潜作战训练具有一定的指导意义。     

悬浮攻击式火箭反鱼雷技术研究

将单个矢量水听器对水下高速直线运动小目标进行速度、距离等参数的被动声探测新技术,应用在悬浮式火箭弹上探测来袭鱼雷的运动参数,并在战斗部上加载定向发射、定时起爆功能,变被动等待方式为主动接近攻击方式,将有效扩大战斗部对抗鱼雷的范围.通过效能分析,单枚火箭弹加载了定向发射、定时起爆功能后,其主动攻击式反鱼雷毁伤概率较被动等待方式有明显提高;被动声探测新技术的应用,对于探测远距离目标和扩大攻击范围起到了关键的作用.     

基于目标MFCC特征的监督学习方法在被动声呐目标识别中的应用研究

以机器学习为代表的智能技术迅猛发展,也为被动声呐目标识别提供了新的思路。利用机器学习算法挖掘水声目标信号深层特征,实现目标自动识别、辅助识别,成为被动声呐目标识别的新发展方向。本文针对水下噪声目标的信号特性,结合人耳在低信噪比、多目标环境下的优异识别性能,提取被动声呐目标经典听觉感知特征——梅尔倒谱(MFCC),并引入KNN、SVM、CNN和DBN四种机器学习算法对两类水声目标进行监督学习和识别分析。试验结果表明,监督学习方法应用于被动声呐目标识别具有可行性,且其中DBN方法对目标MFCC特征的识别性能最佳。     

一种基于单阵元阶梯变深的目标被动定位方法

传统的匹配场被动定位方法往往采用垂直阵列对声场进行采样,这限制了匹配场被动定位技术的应用。该文提出一种基于单阵元阶梯变深的目标被动定位方法,为水声目标被动定位提出一种全新的思路。在稳定噪声信号的条件之下,从测量场估计方面入手,以单阵元放置于不同深度等效为一垂直阵列,从而获得不同深度目标的非时间同步声场数据,通过补偿数据的相位,进而对测量场进行估计,然后利用等效垂直阵列的测量场结合匹配场原理,给出目标的位置。仿真以及实测数据均表明,通过单阵元阶梯变深的方式可以实现目标的正确定位。     

圆台阵近场目标三维空间被动定位性能研究

针对近场水下目标被动定位问题,提出圆台阵设计构想,推导了基阵接收数据模型和近场三维声聚焦波束形成方法,通过对切割球面上聚焦点的扫描,得到目标方位角和俯仰角,再通过对不同扫描球面上最大输出功率的比较实现目标距离估计。采用最小方差无失真响应(MVDR)波束形成方法仿真分析了圆台阵阵型对水下目标三维空间被动定位性能的影响,结果表明,圆台阵越接近平面,测距性能越好,方位角分辨率越高,但是对于俯仰角较低的目标而言,圆台阵越接近圆柱状,俯仰角分辨率越高,因此,圆台阵设计时需要对俯仰角和距离估计需求综合考虑。     

基于云计算的舰船网络被动数据快速关联算法

传统的网络被动数据关联算法存在计算复杂,迭代次数过多的问题。为此提出基于云计算的舰船网络被动数据快速关联算法。采用目标假设的方法,去除被动数据中的虚假目标,构建约束条件,初始化拉格朗日乘子,通过云计算的方式求取目标函数对偶解,获得关联数据结果集,实现舰船网络被动数据快速关联。测试结果表明,与传统的被动数据关联算法相比,舰船网络被动数据快速关联算法利用云计算,简化了运算,减少了迭代次数,使得算法快速收敛。     

纯距离条件下的UKF目标参数估计方法

在多站测角的被动目标跟踪中,目标的状态与角度量测值之间存在非线性关系,现有的方法主要是对其进行线性化,但线性化过程会带来滤波精度的下降,甚至会产生滤波发散而丢失目标。无迹变换卡尔曼滤波器(Unscented Kalman Filter,UKF)通过产生采样sigma点对系统状态进行逼近,可以较好地解决这一问题。将UKF应用到多站测角被动目标跟踪问题中,并通过仿真试验证实了算法的有效性。     

基于调制线谱特征提取的被动声呐目标识别技术研究

目标噪声特征提取和目标分类器设计是被动声呐目标识别系统的关键技术。本文针对被动声呐目标识别，首先着重研究了调制线谱特征提取方法，然后为了训练神经网络目标分类器，本文将遗传算法和BP算法相结合，提出了一种新的自适应遗传BP算法。最后，对海上实录的三类目标噪声进行了分类识别，实验结果表明本文设计的被动声呐目标识别系统具有很好的分类效果。     

基于伪线性滤波的鱼雷方位被动跟踪研究

用伪线性评估量扩展了卡耳曼滤波 ,并应用它进行鱼雷方位的被动跟踪。该算法不需要初始评估量 ,可在各种条件下获得较好的收敛性 ,适用范围广泛 ,克服了卡耳曼滤波需要一个空的目标状态变量作为初始估计量的缺点。最后用蒙特卡洛法仿真检验此算法     

纯距离条件下的UKF目标参数估计方法

在多站测角的被动目标跟踪中,目标的状态与角度量测值之间存在非线性关系,现有的方法主要是对其进行线性化,但线性化过程会带来滤波精度的下降,甚至会产生滤波发散而丢失目标.无迹变换卡尔曼滤波器（Unscented Kalman Filter,UKF）通过产生采样sigma点对系统状态进行逼近,可以较好地解决这一问题.将UKF应用到多站测角被动目标跟踪问题中,并通过仿真试验证实了算法的有效性.     

一种引入目标运动速度的多站无源时差定位方法

在多站测角的被动目标跟踪中,目标的状态与角度量测值之间存在非线性关系,现有的方法主要是对其进行线性化,但线性化过程会带来滤波精度的下降,甚至会产生滤波发散而丢失目标。针对这一问题提出一种新方法,由于利用多普勒测速原理可以获得目标运动速度,因此将目标运动速度引入量测方程中,通过附加独立信息观测通道以期提高目标跟踪的收敛精度和收敛速度。仿真结果证实会使滤波算法收敛速度加快,收敛精度提高,改善跟踪性能。     

基于红外搜索系统的被动测距技术研究

红外搜索系统是一种被动探测系统，量测数据中无目标的距离量；而评判来袭目标的威胁程度离不开其距离量。介绍了基于红外搜索系统的被动测距技术测量目标距离的算法、原理框图以及仿真试验与结果。     

卡尔曼滤波在水下载体被动弹道跟踪系统中的应用

由于水声环境和信道的复杂性及水下航行载体的高速机动性,被动弹道跟踪系统测量的弹道样点野值较多,平滑性差.要对弹道进行较准确的实时跟踪,需要对弹道测量样点进行统计平滑处理.为了提高被动跟踪系统的定位精度和对机动目标的跟踪适应能力,采用卡尔曼滤波算法对弹道进行处理是常用的做法.介绍一种经过实用且效果较好的卡尔曼滤波算法,阐述了卡尔曼滤波算法原理和系统采用的信号模型及算法实现,并通过水下目标实航试验监测弹道及算法滤波处理结果的比较,说明该算法具有良好特性.     

基于二维高斯样条函数的水下重力被动定位

目前利用水下地理信息对惯导误差进行校正多以各类匹配算法为核心,对此论文提出一种基于二维高斯样条函数的水下重力被动定位新模式.文章首先介绍了一种利用二维高斯样条函数逼近的连续局部重力场模型,随后在该模型的基础上将实测重力表示为连续的解析形式,最后以实测重力作为包含目标位置信息的量测值,并结合扩展卡尔曼滤波算法对目标位置进行最优估计.这种方法无需使用常用的匹配算法,因而也就摆脱了匹配算法的诸多限制.以分辨率为2＆#39;＆#215;2＆#39;的某区域重力异常数据为背景场进行仿真,最终的仿真结果表明：经高斯样条函数逼近的局部重力场模型平均误差小于0.19mGal,水下平均经、纬定位误差分别小于0.59和0.74海里.     

遗传算法在船舶动力机械混合隔振系统优化设计中的应用

阐明了混合隔振问题的实质就是综合被动隔振系统和主动控制系统的多目标联合优化设计.运用子结构导纳综合法分析了应用混合隔振技术的双层隔振系统的功率流传递特性.采用遗传算法对混合隔振系统进行了优化设计,并作了数值仿真.     

一种被动声纳目标识别数据融合方法的研究

文章首先对目标噪声信号采用五种不同的方法提取特征矢量,然后采用基于自适应遗传BP算法的神经网络分别对五种特征矢量并发地进行分类,再采用遗传算法对分类器组合过程中的多参数进行优化,最后由五种分类结果最优组合产生最终的分类结果。实验结果表明该系统具有很好的分类效果。     

基于水声传感器网络的目标纯方位运动分析

研究了基于水声传感器网络的目标纯方位运动分析原理及方法,建立了基于水声传感器网络的目标运动分析模型。在此基础上,讨论了模型中多维非线性估计问题,提出了一种基于传感器网络新的水下目标运动分析方法。该方法采用改进的粒子滤波EKF-PF(扩展卡尔曼-粒子滤波)算法实现,并与传统的扩展卡尔曼滤波(EKF)和粒子滤波(PF)算法进行了比较。通过Monte Carlo仿真分析,表明基于水声传感器网络的目标运动分析方法充分利用了网络的优势和当前测量信息。这种方法对水下目标运动状态估计时,不仅降低了计算量而且表现出较高的估计精度。所得结论为水下传感器网络进行目标被动定位提供了参考。     

基于EKF的双站测向无源定位跟踪方法研究

对双站测向无源定位跟踪方法进行了研究,分析了双站交叉定位的基本原理,采用扩展卡尔曼滤波对三维空间中的机动目标无源定位跟踪问题进行了仿真分析。仿真结果表明,在假设的仿真条件下以及测向精度为0.001rad时,对机动目标定位跟踪的相对测距误差保持在2%以下,滤波跟踪效果良好,表明该方法对无源定位跟踪是有效的,对工程应用有一定指导意义。     

蓄电池组寿命估算系统的研究与开发

本文介绍了通过假定周期估算电池组寿命的方法,开发了蓄电池组寿命估算系统,对其功能、结构和工作原理进行了分析与论述。详细阐述了系统内主回路测量模块和监控主机的架构、软硬件设计方案,以及假定周期的计算和校准算法。设计成果可应用于船舶动力蓄电池组的在线监测和智能诊断。     

水下不同边缘扁平结构散射声场特性研究(英文)

鉴于实际中存在的水下扁平结构的边缘特点,也为研究不同边缘附加结构形式对其散射声场的影响规律,并为边缘衍射效应影响抑制机理与技术等奠定基础,本文通过采用边界积分方法和边界元数值计算技术,并结合水下目标散射强度估计和水声无源材料自由场测试等工程实际,对不同边缘结构形式的水下扁平结构在不同频率范围和空间几何配置条件下的散射声场分布规律开展了定量的研究与分析.研究结果表明:在发射声源与结构几何配置等条件一定的情况下,无论前向散射还是镜向散射,附加边缘结构扁平矩板结构散射声场在频域和空间分布趋势上与未附加边缘结构的基本一致,即低频段起伏较小,而中高频段则波动较为剧烈,与结构距离越近越剧烈,这在前向散射中表现得尤为明显,其与波贡献主要成分、附加边缘的结构类型、边缘结构附加方式、结构参数、声波相干作用和边缘重数等因素密切相关.