声传播多途效应对目标方位估计影响的仿真研究

传统的目标方位估计方法基于这样一个假定,即假设信号是以平面波方式传播的,阵列的各个阵元接收到同一声源的信号波形完全相同,仅仅只是时延不同.然而在浅海环境中,由于声信号传播的多途效应使得这一假设常常不能满足.文中利用简正波理论模型分析了浅海条件下声信号传播的多途效应,并从理论上推导了浅海声传播的多途效应对传统的基于平面波假设的目标方位估计方法的影响,指出浅海声传播的多途效应会导致传统的基于平面波假设的目标方位估计方法产生方位估计偏差,在有些情况下甚至会产生主瓣的分裂,最后通过仿真试验验证了理论推导结论的正确性.     

浅海水下通讯编码技术研究与应用

由于水声信道的多途效应造成水声通讯质量大大下降，误码率很高，本研究中给出的跳频编/译码技术，在很大程度上克服了水声信道多途效应对水声遥控的不良影响，使水声通讯的有效距离增大，该技术已成功地应用在相关测量系统中。     

海上噪声反馈系统中的自适应均衡技术

目前,水声通信系统面临的主要问题之一是由多途效应引起的码间干扰。为了确保水声通信的稳定性和可靠性,降低多图效率的影响,可以在接收端使用信道均衡技术。本文基于此技术设计的自适应均衡器可以根据信道传输的特性,动态地调整参数以克服多途效应的影响,实现水声通信系统的稳定性和可靠性。     

基于双编码策略的水声OFDM通信算法

针对船舶噪声和时变多途干扰问题,提出基于双编码策略的水声正交频分复用(DE-OFDM)通信算法。基于信道卷积编码的冗余和记忆特性,将信息比特数量提升多倍,进行约束,得到编码比特,提高通信系统抗船舶噪声和时变多途干扰性能;提出差分编码技术,构建参考相位,利用相邻相位差值进行符号编码,有效消除船舶噪声和时变多途干扰;基于循环前缀技术和OFDM通信技术抗多途特性,有效消除时变多途干扰。进行仿真和100组水箱时变且含船舶噪声信道下的试验,试验结果验证了所提算法的有效性。     

时空关联法抗水声多途模糊研究

水下声信道是相干多途信道,信号在信道中的多径传播使得接收信号序列复杂化,因而极大地增加了信号处理的难度。目前水下目标跟踪系统在实际使用中精度不高,对其原始测量数据进行分析,根据时空关联法,制定多条判据,提出选择有效脉冲的方法,研制系统事后处理软件,在多途干扰背景中提取定位解算所需的有效信息。通过海上试验验证,该方法可以准确地挑选出直达测距脉冲和测深脉冲,有效提高了系统的定位精度。     

时变强多途干扰下基于差分编码的水声OFDM通信算法

时变强多途干扰影响水声通信系统性能,针对时变强多途干扰问题,提出基于差分编码的水声OFDM通信(Underwater acoustic OFDM communications based on differential coding, DC-OFDM)算法。利用循环前缀技术和OFDM通信技术固有的抗多途特性,有效消除时变多途干扰,避免信道估计环节,直接进行解码判决。南海实测信道仿真(信噪比为8dB时,DQPSK100组仿真试验,2×10~6个源码,全部正确解码)和水箱试验(信噪比为15dB时,DQPSK100组水箱试验,2×10~6个源码,在时变强多途干扰下全部正确解码)。结果表明,所提算法能有效解决时变强多途干扰问题,实现时变强多途水声信道下的可靠水声通信。     

舰船噪声非线性特征的信道传播研究

文章首先针对信道的相干多途特性,基于射线理论,利用MATLAB仿真得到了信道的多途参数;接着基于相似序列重复度理论,提取了舰船辐射噪声的非线性特征—序列重复度RPT;最后将舰船辐射噪声通过多途信道作用,提取不同信道作用后的RPT特征并进行对比分析。研究表明,当舰船辐射噪声在不同传播距离和海深的信道里传播时,RPT特征的幅值缓慢变化,且其特征曲线的形状也发生改变,即舰船辐射噪声的RPT特征在多途信道里传播时是不稳定的。     

时变强多途干扰下基于差分编码的水声OFDM通信算法

时变强多途干扰影响水声通信系统性能,针对时变强多途干扰问题,提出基于差分编码的水声OFDM通信(Underwater acoustic OFDM communications based on differential coding,DC-OFDM)算法。利用循环前缀技术和OFDM通信技术固有的抗多途特性,有效消除时变多途干扰,避免信道估计环节,直接进行解码判决。南海实测信道仿真(信噪比为8dB时,DQPSK100组仿真试验,2×10⁶个源码,全部正确解码)和水箱试验(信噪比为15dB时,DQPSK100组水箱试验,2×10⁶个源码,在时变强多途干扰下全部正确解码)。结果表明,所提算法能有效解决时变强多途干扰问题,实现时变强多途水声信道下的可靠水声通信。     

浅海水声多途信道建模与仿真

在进行水声信号恢复和增强、目标探测、跟踪、定位、水声通信等技术的研究过程中,对海洋信道的仿真研究是进行这些水声信号处理仿真的基础。简要分析了水声信道的传播特性,主要针对水声信道强烈的多径效应这一特点,研究了浅海水声多途信道的物理模型,并通过BELLHOP射线传播模型实现了声场环境模拟以及水声信道建模。通过比较不同深度声源的声场分布,以及不同收发条件下的水声信道冲激响应,验证了水声信道的多径效应、稀疏性、传播损失、时变空变以及随机性等特性。     

基于对合矩阵的船舶网络信息加密隐藏方法

在大数据背景下,引发了互联网信息管理的新浪潮。如今在船舶业中网络信息安全至关重要,在关键信息的传输过程中,目前均采用船舶网络信息加密隐藏方法对其进行处理,但由于加密过程较为复杂,导致加密后的信息变化较大,对信息读取造成的影响较大。因此,设计基于对合矩阵的船舶网络信息加密隐藏方法。使用对合矩阵完成船舶网络信息加密算法设计过程,使用信息嵌入算法实现网络关键信息的隐藏,至此,基于对合矩阵的船舶网络信息加密隐藏方法设计完成。经实验验证可知,此方法在使用后对于信息的影响较小,在日后的船舶信息安全管理中可使用此方法,提升船舶网络信息安全性。     

Multi-path planning algorithm based on fitness sharing and species evolution

A new algorithm is proposed for underwater vehicles multi-path planning. This algorithm is based on fitness sharing genetic algorithm, clustering and evolution of multiple populations, which can keep the diversity of the solution path, and decrease the operating time because of the independent evolution of each subpopulation. The multi-path planning algorithm is demonstrated by a number of two-dimensional path planning problems. The results show that the multi-path planning algorithm has the following characteristics: high searching capability, rapid convergence and high reliability.     

物体入水溅落信号特性分析与识别方法

文章从分析与溅落信号类似的爆炸信号特性、溅落信号的多路径特性、海洋信道的影响入手,在分析物体入水溅落信号特性及海试实测数据特征的基础上,针对海试实测数据探讨物体入水溅落信号识别方法。     

Research on techniques to improve accuracy in SBL locating systems

Short baseline system （SBL）, which is a kind of underwater acoustic locating technology, has widely applicable value. In order to examine the capability of ship model design, the ship model experimentation should have high accuracy. This paper focuses on the key techniques of high accuracy locating system, including high accuracy sub-array position emendation, divisional locating, anti multi-path interference measure, etc. Experiments show that the SBL locating systems has received the satisfying effect owing to these key techniques proposed in this paper.     

浅海水声通信中纠错编码的应用

针对复杂多变、强多途和起伏干扰的浅海水声信道,建立了基于BELLHOP射线模型的时变衰落水声信道模型。在此基础上通过系统仿真的方法,分析了卷积码、RS码和串行级联码3种纠错编码方案在水声跳频通信系统中的性能,给出了信道下的仿真结果并进行了对比分析;研究了交织器位置对串行级联码纠错性能的影响。结果表明,交织器位于串行级联码编码之后具有更强的纠错能力,适合复杂多变的水声衰落信道。     

小波神经网络在舰载雷达多路径效应检测中的应用

针对海面反射对舰用电子支援措施(ESM)产生的多路径效应,研究了多路径反射信号模型,采用删除构造小波网络的结构,探讨了运用小波网络对多路径效应进行检测的方法.     

一种短波扩频通信系统的信号接收方案

给出了一种短波扩频通信系统的信号接收方案.该方案针对短波信道的特点,设计了一种可靠信号同步捕获方法以消除多径对信号捕获的影响,同时利用多径信号的有效能量,采用了RAKE接收技术来提高输出信噪比.经仿真证明,该方案使得误比特性能有了明显的改善.     

水下爆炸对船底结构毁伤效应的数值仿真

水下爆炸是毁伤舰船等水中航行器的一条重要途径,但是水下爆炸对船舶毁伤效应的试验操作复杂,理论分析也难于进行,因此应用数值仿真手段研究水下爆炸对目标的毁伤效应具有实际意义。大中型船舶均采用双层船底结构,在给定的装药量的作用下双层船底结构的破坏程度就成为了一个关注的重要问题。采用非线性动力学分析软件AUTODYN-3D研究了薄板在水下非接触爆炸作用下的力学响应并与实验进行了对比,验证了计算的合理有效。对舰船典型的双层船底结构建模,进行了水下爆炸对双层船底结构毁伤效应的数值仿真研究,给出不同的船底结构在水下爆炸作用下的响应特点。     

基于GIS空间分析的抛石护岸工程水下抛石效果评价

抛石护岸工程水下抛石效果评价是工程水下质量控制的重点和难点。准确掌握和分析工程水下质量状况,对确保抛石护岸的施工质量起到了重要作用。GIS(地理信息系统)技术拥有强大的空间数据处理与分析能力,可用于对水下抛石效果进行多维度的定性与定量分析。分析结果可以准确评价施工质量、精准指导下一阶段施工、降低施工成本。通过对3个试验区的分析,总结出一般施工规律:1)由于工程区上游起始处以及下游深水侧容易产生冲刷,抛石效果较差。2)工程区中部及近岸区抛石效果较好,但容易过抛。