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。     

潜艇空间磁场的建模分析与运用

反潜巡逻机使用磁探仪搜索潜艇是有效的搜潜手段之一。论文通过分析引起潜艇空间磁异常的机理和潜艇磁场的模拟方法,建立了椭球体和磁偶极子阵列的混合模型,利用实测数据对潜艇的空间磁场分布特性进行仿真计算分析,得出磁探仪在不同高度探测到的潜艇空间磁场强度分布情况,进一步确定了磁探仪的作用距离。     

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。     

基于傅里叶变换的尾流光散射检测信号处理

在水下目标探测系统中,由于受到水下噪声反射、磁性干扰等多种因素,会对探测结果造成干扰。尾流光散射检测可以有效消除水下噪声及电磁干扰,算法精度与实时性是整个信号检测系统的重要指标,解决的关键是滤除光电转换器中的系统噪声。傅里叶变换能够同时在时域及频域描述信号特征,结合滤波器可有效进行原始信号的分解、滤噪。本文研究了基于傅里叶变换的尾流光散射检测信号处理算法,最后对算法进行仿真分析。     

国外磁探潜装备现状及发展趋势

磁信号是潜艇主要物理场信号之一,也是潜艇重要的暴露源、识别源。早在1918年美国就进行了船舶拖曳磁探仪探测潜艇的实验,并在二战中率先使用空基平台搭载磁测装置探潜,取得了良好的反潜战效果。采用磁探仪扫海探测潜艇,已成为现代反潜战重要组成部分。本文通过分析磁探技术原理和作战使用,研究国外磁探潜装备现状及发展趋势,供相关人员参考。     

水下机器人在潜艇附近的附加质量及受力情况研究

军用舰艇为了提高探测效率和侦察精度,往往需要配置功能各异的水下机器人。水下机器人隐蔽性好,可以实现不同水深的信号采集等功能。水下机器人和潜艇在相同流体下的动力学特性相互影响,研究其水动力参数对水下机器人控制和优化具有重要的意义。本文针对水下机器人在潜艇附近的附加质量和受力分析,建立两者的流体动力学模型,并在此基础上完成了水下机器人仿真和有限元分析。     

潜艇水下位置监测方法研究

提出一种以重力异常图重构为基础的辅助潜艇水下定位的方法。着重介绍了重力异常图的拟合细分，并分析了利用Carpenter／Grossberg分类器对匹配点进行分类，选出最佳匹配点的匹配算法。仿真结果表明，利用重力异常图重构的方法，匹配辅助潜艇水下定位能够达到较好的效果，完全满足高精度导航的需求，具有一定的可行性。     

水下目标识别的一种信息融合算法

利用布设的水下传感器对水下潜艇进行探测预警是反潜的一种重要反潜手段。本文利用信息融合算法对水下目标识别中多传感器获得的不同数据进行信息融合,从而得出识别结论。     

航空磁探中水下目标的自适应探测方法

目前普遍采用的飞机磁场模型存在一定的复共线性,传统方法很难准确计算其模型系数。模型系数的不准确对水下磁异常信号探测的影响也很大。自适应探测方法假设飞行测量过程为平稳随机过程,利用对背景噪声的统计特性的学习,实现飞机背景噪声的白化。根据磁性目标的时序特点和噪声的统计特性提出的探测因子,在强起伏干扰背景下对磁异常信号具有较强的探测能力,同时简化了补偿过程,提高了探测效率,具有工程应用价值。     

主动自导水下航行器的高分辨宽带信号检测技术

为了提高主动自导水下航行器对目标的识别能力,提出一种基于自小波变换的主动自导水下航行器的高分辨宽带信号检测技术,构建主动自导水下航行器的回波信号模型,在海水混响干扰下采用自相关匹配滤波器进行信号滤波处理,对滤波输出的宽带信号采用自小波变换进行时频分解,对水下航行器的回波探测信号作WVD-Hough变换,采用二维谱峰搜索方法实现高分辨的目标信号检测。仿真结果表明,采用该方法进行主动自导水下航行器的宽带信号检测的准确检测概率较高,抗旁瓣干扰能力较强,对打击目标的具有高分辨识别能力。     

经验模态分解方法在结构冲击信号分析中的应用

介绍一种非线性非平稳信号分析的新方法，此方法是基于经验模态分解（EMD）技术的振动信号分析算法。基于这种方法编写了非线性信号分析程序，把振动信号分解成多个本征函数，在分析过程中比较EMD方法与传统的FFT方法，通过两种方法的对比分析，体现了基于EMD的希尔伯特一黄变换的先进性。对水下爆炸载荷作用下的舰船结构响应进行数值模拟分析，并将EMD方法应用于水下爆炸结构冲击信号分析。通过研究每一个本征函数，从本质上分析水下爆炸冲击加速度信号的组成成分及特点。     

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。     

鱼雷变速对潜艇防御鱼雷时间影响分析

论文针对鱼雷变速引起的噪声变化进行分析,得到鱼雷速度与噪声之间的关系;目标潜艇通过探测鱼雷噪声对鱼雷进行定位,鱼雷噪声在一定速度下,得到相对目标潜艇的最远探测距离,论文对鱼雷速度与最远探测距离和潜艇反应时间进行了分析,并得到仿真结果.论文的分析方法对鱼雷变速过程有一定的指导意义.     

仿真潜艇航向对规避航空磁探仪搜索的影响

利用蒙特卡罗法仿真潜艇航向对规避航空磁探仪搜索的影响,为实际潜艇规避过程提供理论指导。首先分析航空磁探仪所测磁异常信号的表达式,然后将潜艇作为一个具有三轴磁矩的磁偶极子,并考虑其航向及地磁倾角等因素,根据理论分析得出以潜艇为中心的直角坐标系下的磁场表达式,在此基础上建立航空磁探仪搜潜的数学模型。最后利用蒙特卡罗法对潜艇不同航向时被航空磁探仪搜索到的概率进行仿真。仿真结果表明潜艇在规避磁探仪搜索时应尽量东西向航行。     

基于重力异常的水下潜艇避障方法研究

该文提出了一种基于重力异常的潜艇避障方法,可用于潜艇在航行过程中,对不明障碍物的有效探测和规避。该文重点介绍了基于重力异常的潜艇避障方法的基本原理,仿真实验验证,以及该方法在海军舰艇的应用前景。     

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。     

潜艇水下旋回操纵运动特性仿真研究

潜艇水下旋回运动既是潜艇一种重要的战术机动形式,也是潜艇定深直航、变深潜浮和转向机动3种最基本、最重要的运动方式之一。在对潜艇水下旋回运动特别是水下旋回对潜艇垂直面运动和横滚面运动影响进行理论分析的基础上,结合潜艇水下旋回操纵运动数学模型,编制潜艇水下旋回操纵仿真程序,分别对不同航速条件下潜艇水下旋回操纵运动进行仿真。通过理论分析和仿真研究,得出潜艇水下旋回时航速、横倾角的变化规律和艇重尾重的操纵特性,并针对潜艇水下旋回的特点提出了相应的操纵建议。     

随机波动水下传感网络异常信号衰退测量方法

传统网络异常信号衰退测量方法中采用的测量算法无法对动态传感数据信号状态进行准确识别,导致传感网络异常信号衰退测量整体状态下降,可行性降低。针对上述问题提出随机波动水下传感网络异常信号衰退测量方法。首先针对随机波动的异常信号特征,引入多特征异常衰退信号识别算法,对全局信号进行多特征计算,准确对异常衰退信号进行特征化提取建模;然后,引入光导衰退信号定位算法对特征下衰退信号进行系统化计算转换,达到准确定位异常衰退信号的目的。通过仿真实验对提出方法中的算法进行误码率均值对比测试,证明提出方法的准确性与可行性。     

卡尔曼滤波在潜艇垂直面运动控制器设计中的应用

潜艇低噪声操纵存在无效用舵现象。简要介绍了滤波信号的表示形式,在潜艇垂直面线性运动方程的基础上,得出了滤波信号的系统模型,并对其进行了离散化处理;将均方差最小线性递推滤波算法引入到输入信号的控制过程中,通过仿真证明对输入信号进行卡尔曼滤波能够提高输入信号的品质,用于工程应用。