水下地形辅助导航新方法仿真

水下地形辅助导航是水下运载体导航定位技术研究的关键技术之一。传统的水下地形辅助导航采用回声测深仪,导航定位精度低,有时甚至失效。本文将多波束测深引入水下地形辅助导航,将水深映射为灰度值,利用快速傅立叶变换将输入灰度图从空间域变换为频率域。先采用相位相关技术进行粗匹配,再采用图像Hu不变矩特征进行精匹配,实现导航定位。对基于不同实验获取的实测海底地形图、惯性导航数据、DGPS数据以及多波束实测数据进行了实验室仿真。仿真结果表明,新方法可以极大地提高水下地形导航定位精度,使INS误差降低到原误差的15%以内,尤其是在INS初始误差较大时(小于3 km)导航定位精度改进更好。     

自航式声诱饵对抗声自导鱼雷的策略

研究了自航式声诱饵的最优使用策略问题,建立了鱼雷、潜艇、声诱饵的运动学模型,分析了影响诱饵对抗效果的各种因素,根据声诱饵有效对抗声自导鱼雷的评价准则,利用遗传算法求取各种态势下诱饵的最优使用策略。仿真结果表明了算法的快速性和有效性。     

一种水下等离子体声源充放电控制系统设计

介绍一种水下等离子体声源充放电控制系统的设计方案,能为水下强声源干扰对抗控制提供一种解决途径,设计的充放电控制系统能实现对多个等离子体声源的充放电进行远程操控,并监控工作状态。控制系统设计上选取高精度器件,并采取了一系列防护措施,以适应复杂的工作条件,并满足微秒级高精度时序控制要求。     

水下回波模拟器频率补偿技术

水下回波模拟器可根据目标的声学特性对目标进行回波模拟,广泛用于验证试验、声诱饵等方面。但由于换能器制造工艺等限制,其发射换能器的发送电压响应在不同频率上变化较大。若忽视这个因素,则有时无法做到有效模拟宽频带的目标回波特性。本文通过分段快速Fourier正反变换和频率能量补偿技术实现回声转发信号的发射声源级差异补偿,采用首尾重叠消去法确保变换后数据无畸变。通过NI公司的PCI-6120板卡和工控机完成工程实践工作,并通过水池实验和海试进行可行性验证。     

九十米水深储油自升式平台的沉垫设计

我国海洋石油开发中广泛应用自升式平台,将自升式平台的沉垫设计为储油舱,使其具有水下储油功能.对储油自升式平台的沉垫进行结构设计,在舱室布置中提出两种模式.根据环境载荷,应用ANSYS软件对结构进行强度校核.结果表明:结构各部分均满足规范关于强度的要求.同时经对比优选,两种舱室布置模式均可行,且不设浮力舱更合理.     

嵌入GPS数据的AutoCAD平台在水运工程施工导航中的应用

基于泉州湾深水航道工程的实践,重点介绍自主研发的、在AutoCAD平台中嵌入全球定位系统(GPS)精确数据的水上施工导航软件及相应成图软件的主要用途和功能,该软件结合了AutoCAD强大的操作功能和GPS系统的实时定位信息,可广泛应用于水上测量、施工定位等作业,能够高效快速地实现施工导航定位并绘制成果图。该软件已获国家版权注册。     

近自由面水下爆炸冲击波切断效应研究

近自由面水下爆炸形成的冲击波到达自由面时会反射稀疏波,并伴随着水面的上升、破碎和飞溅等复杂物理现象。文章基于无网格SPH方法建立了近自由面水下爆炸数值模型,开发了计算程序,模拟了冲击波和自由面反射的稀疏波的相互作用过程,分析了切断现象的特性、产生机理以及对冲击波参数的影响。研究发现,爆心正上方且距自由面较近处,稀疏波作用最强;近自由面爆炸冲击波冲量可衰减为无限水域爆炸的1/3左右。文中的研究旨在探索冲击波在自由面处的传播规律,并为近自由面水下爆炸载荷的确定提供参考。     

基于卡尔曼滤波的地形辅助导航

利用海底地形辅助导航是水下载体导航技术致力研究的新方向。该文利用多波束测深系统测量真实地形数据,在此实测地形图的基础上,采用ICCp算法为对准匹配算法,得到水下载体的最佳匹配位置,提高水下载体的导航精度。并利用仿真以平台式惯导系统为例,用卡尔曼滤波对惯导系统误差进行最优估计,取得了较好的效果。     

多跳水下传感器网络中的功率分配算法

水下无线传感器网络的研究越来越受到学术界的重视,其典型特点是能量和带宽有限.多数水下无线传感器网络的应用都可以归结为参数估计问题.本文针对多跳水下无线传感器网络,对递进式的分布式参数估计算法进行了性能分析.在此基础上,利用交替最小化方法得到功率分配方案,目标是在给定的均方误差性能要求下,使得网络消耗的总功率最小.     

新型水下储油技术

针对南海百米左右水深边际油田的开发,提出了一种新型的适用于可移动生产储油平台的水下储油方式。介绍了方案的基本配置、工作流程及维温方式。通过设置不同功能的舱室和布置监测仪器,保留了油水置换低投资的主要优点,避免了环境污染。各种设备位于水面以上,维护方便。基本解决了制约工程应用的技术问题。