舰载拖曳线列阵声呐对潜定位技术研究及性能分析

结合舰艇拖曳线列阵声呐实际搜潜装备,利用舰载线列阵声呐测得的潜艇目标方位信息,建立了基于方位量测的舰艇对潜艇目标定位的数学模型;给出求解潜艇运动参数的定位算法,并对定位误差进行了分析.在定位模型及算法的基础上,仿真研究了潜艇与舰艇之间的初始距离、舰艇测得潜艇目标初始方位角、潜艇航向、潜艇航速、航行段总时间内方位角量测次数等因素对定位性能的影响;给出仿真结果并进行了分析.该研究结果对于指导实际反潜具有一定的实用价值.     

潜艇交叉机动发现敌潜艇概率因素分析

介绍了潜艇实施交叉机动反潜封锁的方法,通过采用蒙特卡罗方法对反潜潜艇交叉机动发现敌潜艇概率的因素进行仿真分析,得到了"实施交叉机动反潜封锁发现潜艇的概率受反潜潜艇速度、声呐探测距离、机动纵深影响明显并存在突变点"这一结论,以此为基础分析了交叉机动与垂直敌航向往返直线机动反潜封锁方法在不同使用情况下的优劣。     

深海会聚区目标探测机动方法研究

介绍深海会聚区形成条件及会聚区态势判断方法基础上,研究了不同态势下会聚区目标机动探测过程,建立了会聚区目标探测模型,定量分析了舰艇搜索目标和摆脱跟踪的机动方法,通过研究表明:在接近态势下,采用最大可听测舷角航向并适当增速有利于搜索,采用最小可听测舷角航向并适当增速有利于摆脱跟踪;在远离态势下,转向最小可听测舷角航向并增速有利于跟踪,转向最大可听测舷角航向并增速有利于摆脱跟踪,并通过仿真和试验验证了方法的有效性。     

基于线导+尾流自导鱼雷制导技术的潜艇导引中机动航路

以进入尾流角最有利于鱼雷尾流自导装置对目标尾流的检测为优化目标,在对潜艇机动方向对鱼雷进入尾流时目标舷角和鱼雷进入尾流角影响进行分析的基础上,给出潜艇使用线导+尾流自导鱼雷攻击导引过程中的潜艇最优机动航向计算方法,并对其进行仿真验证。     

UUV航向机动中拖曳线阵阵形及左右舷分辨

针对UUV拖曳线阵航速较慢,在遇到海流或航向机动进行左右舷分辨时,线阵阵形畸变现象导致的测向精度变化问题,通过采用Ablow和Schechter提出的缆索偏微分控制方程组对拖曳线阵的阵形变化进行数值求解,采用经典的波束形成方法获得拖曳线阵声呐发生阵形畸变后的波束响应曲线,对海流导致的线阵偏航、UUV航向机动导致的线阵畸变现象引起的波束响应变化进行仿真分析。结果表明：在稳定的侧向海流作用下,线阵发生偏转但基本维持直线型阵列,对目标方位的估计精度影响较小,但线阵探测获得的目标方位与目标相对UUV航向的方位有稳定偏差角度（线阵方向与UUV方向的夹角）,无法解决左右舷模糊的问题。在UUV进行航向机动时,线阵发生畸变弯曲,波束主瓣有所变宽,一定程度增加了目标方位估计的误差,但可获得对镜像源较好的抑制效果,实现了对目标的左右舷分辨。     

最优跟踪滤波方法处理有人驾驶机动目标的性能估计

大部分战术武器系统要求能精确地跟踪有人驾驶机动运动体，如飞机、舰艇及潜艇等。为此，本文利用一个既简单易行又能真实体现机动目标运动的目标模型导出了最优卡尔曼滤波。利用这种滤波算法，把参数跟踪精度数据构造成目标机动特性、探测器观测噪声及数据的函数，这样，当探测器跟踪机动目标，提供距离、方位和仰角测量的某种组合时，我们能据此作出跟踪性能的一个快速先验估计。     

潜艇发射鱼雷的可攻性问题研究

提出了全面解决鱼雷可攻性的新思路。当得到目标速度、目标航向、初始舷角以及潜艇和目标的初始距离时,就潜艇能否发射鱼雷对目标进行攻击,以及潜艇能否在追踪后对目标进行鱼雷攻击,给出了完整的可攻性判断准则。另外还得到了最佳追踪和攻击方向。     

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。     

基于距离参数化EKF滤波器的纯方位目标运动分析

针对纯方位机动目标运动分析问题,提出一种距离参数化EKF(RPEKF)滤波器设计方法,该方法能够有效降低探测平台与目标初始距离不确定性影响,提高目标运动状态估计滤波收敛性。针对水面目标典型机动形式,给出一种适用于RPEKF滤波器目标机动检测方法,基于评估目标方位角观测误差与目标运动状态协方差矩阵检测目标机动,通过重置滤波器保证目标运动状态估计滤波稳定。数字仿真分析结果表明,本文提出的算法能够实现对水面机动目标运动要素的快速无偏估计。     

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。     

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。     

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。     

不同会遇态势下目标船行为模拟及其特征分析

划分目标船与本船的会遇态势是船舶驾驶人员确定避让责任和采取避让行动的前提条件,对船舶的航行安全至关重要。为验证现有会遇态势划分方法的有效性,明确相对方位和航向差与会遇态势的关系,掌握船舶在不同会遇态势下的运动特征和视觉特征变化情况,利用计算机模拟了不同会遇态势下的目标船和本船的运动,统计分析了目标船与本船的距离、相对方位和本船观察目标船视角3个参数的变化情况,得出了不同会遇态势下目标船的行为特征。研究结果表明:在进行船舶会遇态势划分时,除了目标船的相对方位和航向差、距离也是重要的影响因素;单独利用相对方位进行会遇态势划分是不合理的。同时,本船观察目标船的视角大小及其变化情况与会遇态势密切相关,可将其作为会遇态势的划分依据,这说明利用目标船的视觉特征进行会遇态势划分是可行的。     

多舰协同螺旋应召搜潜建模与仿真

基于舰载舰壳声呐搜潜原理及舰艇协同应召螺旋搜潜战术,建立了在潜艇初始位置已知、航向及航速未知的条件下,多舰利用舰壳声呐对潜艇目标搜索的数学模型,基于已建搜索模型及假定的潜艇运动模型,采用蒙特卡洛方法,仿真分析了相同条件、不同潜艇运动模型下,潜艇初始航向角、潜艇初始航向角选定后航向变化次数、航段搜索时间、航段最佳搜索时间等因素对搜潜概率的影响,并进行了分析比较。仿真结果表明,不同目标运动态势对搜索概率均具有较大影响,在对潜艇进行搜索时,只有根据对潜艇目标运动态势的感知程度合理选择搜索模式,才能提高搜索效率。     

潜艇占领射击阵位的绘算和计算方法研究

为达到理想的攻击效果,潜艇必须在使用武器之前占领一定的射击阵位。通过绘算和计算的方法,确定潜艇占领射击阵位所需的最小速度及对应航向、潜艇以某速度能否占领射击阵位及占领射击阵位的航向范围。     

基于UKF的潜艇机动目标跟踪

针对潜艇攻击机动目标难的问题,构造了潜艇针对机动目标的跟踪系统,建立了目标运动方程和观测方程,并将UKF算法运用于潜艇对机动目标的跟踪。仿真结果表明,此方法有效、可靠,较好地达到了跟踪机动目标的目的。     

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.     

单雷射击条件下反潜鱼雷移出点射击法研究

针对单雷射击条件下如何有效打击机动潜艇目标问题,提出反潜自导鱼雷移出点射击法,即鱼雷发射到假想点时,该点相对预期命中点偏移了一定距离与角度。通过建立单雷射击时有利提前角解算模型、鱼雷运动模型与潜艇机动模型,给出移出点与移出角度解算方法,进而仿真计算出各种不同战场态势下的最优移出距离与移出角度,从而为部队在反潜鱼雷作战使用中提供参考。     

潜艇近水面自由水表面条件下的操纵性

由深水域的潜艇运动方程导出了近水面平静水面下的潜艇变系数运动方程,在模型试验确定的不同深度的潜艇水动力系数的基础上,对潜艇近水面的稳定性和机动性能进行了数值模拟计算。结果表明,随着潜艇越接近水表面,其水平面稳定性有所提高而水平面内机动性有所下降,潜艇的垂直面稳定性有所提高。     

从潜艇光学潜望镜到光电桅杆

潜艇潜望镜,是一种在潜艇内部对水上进行潜望的望远式光学设备,它担负着对海对空警戒、照相、测量目标距离和方位、导航定位和执行电子功能等多项任务,是各类潜艇必不可少的配套设备。 潜望镜的发展,如果从美国人费雷德里克·科尔成像设备,因此可在全黑的夜间工作,这种器件在烟雾和不利气候下也可有效地进行控测,其图像要通过显示器观察。像增强器是一种可在夜间无光条件下进行工作的夜视设备,可对微光进行放大,因此可通过潜望镜目镜直接进行观察。微光电视可在黎明或黄昏条件