被动声定位技术的浅海近距离应用

利用被动声呐的三元测距技术能对浅海水面非合作声源目标进行定位。针对浅海背景噪声强,目标信号稳定性差的特点,采取了预白化方法提高高频信号的利用率,从而提高互相关时延估计的稳定性,又使用后置筛选方法选出可信度高的定位结果,解决了浅海近距离定位中的稳定性问题。通过海上实验对定位方法的稳定性进行验证,并将被动定位轨迹与目标航行的GPS轨迹进行对比。结果表明,在浅海近距离的定位稳定性较高,定位精度可达到米的量级。     

浅海水平固定阵阵形对匹配场定位性能的影响

研究浅海水平固定阵阵形对匹配场定位性能的影响,为浅海水平固定阵的阵形布放提供理论参考。以浅海声传播模型为基础,推导直线阵、L形阵和U形阵线性匹配场处理器模型,分析水平直线阵、L形阵、U形阵的定位性能,揭示阵形与匹配场定位性能之间的内在规律。结果表明,直线阵的定位性能对目标方位更敏感,在法线方向上定位性能最佳,端射方向上定位性能最差;L形阵定位对方位的变化更稳健,但在90°方位附近性能不如直线阵;而U形阵由于存在空间重复采样,性能不如L形阵。     

浅海信道中沉底目标回波特性研究

本文介绍了浅海信道下沉底目标回波特性的理论与实验研究。作者对浅海信道下以两种柱体模型为目标进行了模拟实验研究，将两型目标在自由场和沉底两种状态下进行了全方位回波特性的测量与分析，得到了两型目标在有无界面影响下全方位目标强度的绝对值。     

LFM-Costas编码信号在水下目标识别中的应用

在水声对抗中,为了有效对抗假目标和准确判别目标尺度,提出了一种具有较高时-频联合分辨力和抗混响能力的LFM-Costas编码信号形式。并在浅海混响信道模型和目标多亮点模型基础上研究了LFM-Costas编码信号的目标尺度判别性能。通过仿真和海上试验,表明LFM-Costas编码信号在混响背景下能准确判别目标尺度,具有一定的工程应用价值。     

水下合作目标三维定位技术

在进行合作目标海试测量时,测量船需要对水下目标进行实时高精度测距定位.针对此需求,本文在综合对比当前2种典型的水下定位技术优缺点的基础上,采用水面水下同时基技术设计了基于3个差分GPS浮标的水下合作目标三维定位系统,建立了系统定位解算模型.海试实验表明,该定位技术能获得与差分GPS相近的水下立体定位精度,并且具有使用定位浮标少,海试布放简便的特点.     

浅海中运动船舶的数值模型

船舶数值模型是研究船舶操纵的有效方式,对于提高船舶航行安全具有重要的现实意义。本文在深海中船舶操纵模型的基础上,根据浅海航行的特点,对模型中的螺旋桨的干涉参数、力矩等因素进行修正,最后进行浅海中船舶回转仿真实验,实验结果表明浅海中,船舶吃水变小,回转圈直径则变大。     

双基阵纯方位被动定位跟踪方法

研究了双基阵纯方位目标运动分析的原理和方法,给出了卡尔曼滤波算法的模型。针对目标跟踪和滤波中容易出现的跟错目标和滤波发散问题,提出将进行方位数据时空关联、采取航迹状态转移和距离回归门限相结合的方法实现对单、双目标的跟踪定位。仿真实验表明,应用该方法可以快速、稳定地完成目标运动要素的估计,可以较好地应用于工程实现。     

双目标纯方位定位数据处理分析

本文从双基阵纯方位定位的基本原理出发,给出了卡尔曼滤波算法的模型,针对实际目标特点和滤波中容易出现的发散问题,对方位数据进行时空迭代后将解算数据进行航迹融合。仿真实验表明,该处理方法能够克服滤波发散,实现双目标有效跟踪,可以快速、稳定地完成目标运动要素的估计,有较好的工程应用价值。     

目标覆盖层在典型浅海波导中的消声作用

应用非刚性表面声散射的物理声学方法,发展了基于射线跟踪技术的浅海波导中覆盖消声层目标回声计算的数值方法。选取Benchmark潜艇模型和两种假想的消声覆盖层(反射系数在垂直入射时相同,随角度增加的速率不同),讨论了自由空间和浅海信道中弱正梯度和负梯度两种典型声速剖面条件下刚性及覆盖消声层目标的回声特性。结果指出:由于自由空间和浅海波导中目标回声形成机理不同,这两种覆盖层对自由空间中的消声作用影响较小,对浅海波导中的消声作用影响较大;自由空间中消声覆盖层的消声作用不能完全反映其在浅海波导中的实际效果;在实际浅海波导中为了获得较好的消声作用,不仅要在0度入射角还应在小角度(0-30度左右)范围内将覆盖层的反射系数控制在较小的数值区间。     

蚁群算法在船舶分布式电源优化配置及并行计算中的应用

从节能减排的角度出发,对船舶分布式电源进行配置和运行调度。在此过程中,充分考虑船舶电网的损耗、储能、成本等因素,建立2层分布式电源优化模型,并且利用混合蚁群算法对其求解。最后进行对比实验,实验数据表明,本文算法在计算效率和全局搜索方面优越性突出。     

垂直相关仪测量高速目标深度的仿真分析

高速运动目标产生结构振动噪声,其多普勒效应对相关信号处理的参数估计造成影响。双阵元垂直相关仪主要测量目标俯仰角,并对目标深度进行估计。由带通型限带白噪声的相关特性分析,推导了多普勒容限的理论计算公式,在积分时间较短的条件下可避免互相关损失。浅海多途信道将导致相关峰出现多峰现象,沿深度方向高速运动目标有助于抑制交叉峰。仿真结果表明,信号多普勒容限与理论分析一致,垂直相关仪的时域相关峰结构与实际目标及其界面镜像空间分布规律一致,因而有利于识别直达声信号,且目标深度测量误差控制在10 m内。     

翼身融合水下滑翔机运动仿真分析

针对回转体形状的水下滑翔机浅海水域滑翔能力弱的问题,以翼身融合水下滑翔机为研究对象,对其进行垂直面动力学模型的建立,并采用MATLAB/Simulink搭建运动模型仿真系统进行开环运动响应研究,分析执行机构的调节速度、浮力调节机构布局方式对水下滑翔机运动性能的影响,得到有利于浅海水域滑翔作业的解决方案;研究水下滑翔机系统输入对运动响应参数的影响程度和定量关系,分析水下滑翔机翼身融合水下滑翔机滑翔比与运动角度关系,得到小角度滑翔可充分利用大滑翔比优势适应浅海水域滑翔作业的结论。     

船舶在长江浅区的操控研究

文章依据操纵理论和航行实践中的大量数据,采用归纳统计、数据拟合等方法,建立起能避免或减小浅区效应的数学模型,然后运用数学模型,以炜伦1号轮为例,定量研究航船在长江浅区的操控课题。     

基于CFD的内河船深浅水中操纵性预报

由于岸壁效应和浅水效应,内河船舶在限制水域作操纵运动时通常受到比在开阔水域中更大的水动力.这些水动力对船舶操纵性具有不利影响,有可能导致船舶碰撞或触底等海上事故.因此,为了在船舶设计阶段预报其操纵性能,考虑浅水效应和岸壁效应以准确计算内河船舶操纵运动水动力非常重要.本文基于CFD方法,通过对粘性绕流进行数值模拟,对长江中营运的三艘内河船舶的操纵运动水动力进行计算.首先,为了验证数值方法的可靠性,对标模KVLCC2纯横荡和纯首摇试验的水动力进行计算,并将计算结果与现有的试验数据进行对比.然后,对三艘内河船舶在不同水深下的静舵试验、纯横荡和纯首摇试验进行数值模拟,计算得到水动力及相应的线性水动力导数.最后,基于计算得到的水动力导数,获得Nomoto模型中的操纵性参数,对比分析三艘内河船舶在深浅水中的操纵性能.结果表明,本文方法可以揭示不同水深下三艘内河船舶的操纵性变化趋势.该方法可为船舶设计阶段内河船舶深浅水中的操纵性预报提供一种实用的工具.     

钢桩式抓斗船码头前沿施工技术

钢桩定位式抓斗船,由于其定位特点：占用施工水域小、避让影响小、定位精度高,广泛适用于开挖狭窄水域施工以及运营航道拓宽段施工。尤其在狭窄区域,其定位优势明显好于传统的锚缆式定位抓斗船。但抓斗船施工精度控制困难。结合工程实例,解决施工中出现的超深、施工安全以及施工质量等问题,结果比较满意,为工况相近的疏浚工程提供参考。     

The impact of muddy bottoms in ports

Ports are drivers of regional and of countries’ economic development. Most ports are built close to coastlines, where waters are shallower and tend to suffer from deposit sedimentation processes, which reduce depths in operational areas. In presence of shallow waters and sedimentation, ports must decide whether to dredge or not, where both decisions have significant impacts on ports’ annual incomes. Nevertheless, there are seabeds, namely muddy bottoms, in which vessels can navigate with a safety degree. This paper aims at investigating the extent to which the theoretical knowledge of vessel’s control in muddy waters is valid at a certain nautical bottom, as defined by the Permanent International Association of Navigation Congresses (since 2009 the World Association for Waterborne Transport Infrastructure but the acronym stays PIANC) and its impact on port economics. To achieve the proposed objective, an email survey was sent to worldwide pilots that manoeuvre ships in muddy waters. The survey validated the theoretical knowledge, showed that navigation in muddy waters is possible, that it can contribute to reduce ports’ operational costs, and that the subject can be rather controversial.     

VLCC级FPSO海上连接的模型试验及虚拟模拟(英文)

阐述了VLCC级.FPSO海上连接的模型试验和虚拟模拟,以及其研究结果如何应用于指导FPSO与SYMS存极浅水中的连接作业.模犁试验和虚拟模拟研究范围覆盖了各安装阶段,包括海上就位试验、就位及连接临时交义缆、系泊腿连接、压载灌浆直至达到风暴安全状态.模型试验不仅可以核实FPSO就何拖拉力要求,而且可以确定FPSO和安装驳船的运动幅值和系泊力大小.而虚拟模拟则可以虚拟模拟环境,通过虚拟模拟确认关键作业人员、作业执行方案和作业程序中潜在的问题.该文介绍的模型试验和虚拟模拟方法可以进一步推广到各种浮式平台的深水应用中.     

排除沉垫压载水的自升式平台稳性分析

本文介绍了沉垫自升式平台排除沉垫永久性压载水,以减少吃水,才能进入浅水海域作业。通过在ZenStab软件中对沉垫自升式平台建模计算的方式,分析了其在25.8m/s风速下的完整稳性和破舱稳性,验证了排除沉垫压载水后的平台进入浅水海域作业的可行性。     

基于搜索效能的水面舰艇编队搜潜对策研究

根据水面舰艇对潜搜索的基本特点,选取单位时间内水面舰艇编队能有效搜索的海域面积作为对潜搜索效能指标[1],建立水面舰艇编队对潜搜索效能的基本模型,并通过对模型和仿真计算结果进行分析,给出了在水面舰艇搜潜作战时应采取的策略。     

船舶动力定位系统级故障诊断技术

针对松散耦合的船舶动力定位系统分布式体系结构，提出了一种基于改进的二值PMC模型约分布式系统级故障诊断算法。采用自诊断与互诊断相结合的方法，给出了分布式诊断算法、图论模型、诊断内容及算法中使用的报文种类、故障向量。基于软件故障注入思想设计了四种故障，并对该算法进行了诊断验证。结果表明：改进的PMC模型适用，所提出约分布式系统故障诊断算法正确，故障诊断与验证应用程序可靠、实用。