水雷总体的声学问题

提出了水雷隐身的总体声学问题概念.通过对水雷声隐身的两种手段:壳体上涂涂层和改变外形进行比较,发现隐身的关键在于外形设计.讨论了改变水雷外形以降低其目标强度(TS)途径,分析了几种不同水雷外形对声纳探测距离的影响,认为改变水雷外形是降低声探测距离的有效手段.

利用声强工作的水雷声引信

提出了一种新型的水雷声引信。该引信使用的是水下声强矢量而不是以前通常使用的声压,并且采用双水听器信号的互谱方法测量水下声强矢量。这使得引信能够利用更多的舰船目标信息,其结果是该引信在目标的定位和识别方面具有显著的优势。

用于多传感器目标跟踪的数据时空对准方法

分布在不同平台的不同类型、不同精度的传感器,对同一个目标进行观测所得到的目标观测数据差别很大。在进行多传感器目标跟踪时,首先必须把来自不同平台的多传感器数据进行时空对准。针对这个问题,通过建立参心空间直角坐标系和归一化采样间隔的方法对多传感器数据进行了空间统一和时间统一,解决了多传感器目标跟踪的基础问题。其结果具有普遍适用性,具有广泛的使用价值。基于该方法的技术已经应用到实际中,并取得了良好的效果。

同一地球椭球体上不同坐标系之间的坐标转换

对于在确定的椭球体上不同位置建立的坐标系,推导了它们之间的相互转换公式。其结果具有普遍适用性,且坐标转换精度很高,具有广泛的使用价值,还可以进一步推广到空间任意点之间的坐标转换,在大地测量、定位、战术资源共享等诸多领域具有重要应用。

多层均匀材料复合结构的声反射透射特性研究

采用传递矩阵方法,依据层界面上应力和振速的连续性,从理论上推导了2种典型的任意多层均匀材料复合结构的反射透射系数公式,研究了一些常用复合结构形式的声反射和透射特性.数值计算结果表明,有橡胶层的多层复合结构的吸声效果取决于各层材料的声学性质、厚度以及声波的入射角.

方位时延的TMA算法及其可观测性研究

设计了一种新型的水下被动目标运动分析系统,以测得的方位序列和到达不同传感器的时间延迟为基础,建立了状态方程和观测方程。利用非线性系统的可观测性定理分析了该系统,得出了基于方位时延量测水下被动TMA系统的可观测性结论并分析了可观测度。运用扩展卡尔曼滤波算法,对被动定位性能进行了分析。通过计算机仿真实验,验证了得到的可观测性结论。仿真结果同时也表明,该水下被动TMA系统具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点,有着良好的应用前景。

水雷不同外形目标强度的计算与测量

根据水雷隐身需要,分析了不同外形水雷的目标强度与隐身之间的关系,并对一些典型外形进行了目标强度计算.同时,在非消声水池中对按比例缩小的外形样品进行了声脉冲测量,将试验测得的目标强度值与理论计算的目标强度值相比较,认为波纹盒形水雷有较好的外形隐身效果.

舰船水压信号的预测方法研究

提出了一种能从海浪水压信号背景下提取舰船水压信号的预测异常检测 (PAD)方法。模型预测值与测量值相比较所得的差值被作为检测舰船水压信号是否存在的判据。讨论了作为 PAD中预测模型的线性的自回归(AR)模型和非线性的神经网络 (NN)模型 ,并用模拟数据和实测数据对二者进行了比较。仿真结果表明 ,PAD效果良好 ,预测模型中 ,NN模型要优于 AR模型。

纯方位被动目标运动分析的修正增益卡尔曼滤波算法研究

通过对滤波状态协方差估计的修改,将水下纯方位被动目标运动分析中的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法改进为修正增益扩展卡尔曼滤波(MGEKF)算法,并指出了两者的联系与区别。对比仿真分析表明,MGEKF较之EKF滤波效果有所改善,增强了稳定性,提高了精度,为水下纯方位被动目标运动分析的实现提供新的途径。

纯方位TMA的变增益扩展卡尔曼滤波算法

通过对水下纯方位目标运动分析中的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法的分析,利用方位新息,构成了一条反馈回路,从而将EKF算法改进为变增益扩展卡尔曼滤波(VGEKF)算法。对比仿真分析表明,VGEKF较之EKF滤波效果有所改善,增强了稳定性,提高了精度,为水下纯方位目标运动分析的实现提供新的途径。

水声时变线谱建模与双稳态随机共振分析

建立了水声时变线谱的模型,将双稳态随机共振系统应用于水声时变线谱信号的检测,考查了随机共振系统对水声环境的适应能力,提出了设计水声线谱检测系统可以利用的外在参数。在信噪比变化、声压起伏、线谱漂移等情况下,仿真结果表明双稳态随机共振系统都能较好地工作。为水声领域新型线谱检测系统的设计提供了依据。

不同流速流向下的某型空投水雷水下散布研究

对某型空投水雷在不同流速流向条件下的水下不同深度的散布进行了仿真研究.分析了空投水雷水下无动力运动过程中雷体和尾翼的受力情况,并在运动受力分析的基础上给出了研究其水下散布的数学基础——水下无动力运动弹道仿真数模.用M atlab软件编写了空投水雷水下散布仿真程序,并对不同流速流向条件下多种初始条件的水下不同深度的散布进行了研究,给出了仿真结果和分析.

纯方位两站协同目标运动分析算法研究

水下通信的实现,为纯方位目标运动分析提供了新的思路。本文提出了3种基于一次通信即能快速解算的纯方位两站协同TMA算法,并对算法的性能进行了分析和仿真。结果表明,由两站构成的协同TMA系统,克服了单站系统固有的缺陷,不仅能够解决可观测性及可观测度方面的问题,同时还能得到更为理想的估计性能。

使用双水压传感器抗风浪干扰原理

提出了在水雷上使用双水压传感器的设想.传统水雷只使用一个水压传感器,提供的信号信息稍嫌不足,给水压引信抗风浪干扰带来了限制.通过使用两个传感器,利用海浪水压场传播时在两个传感器上的时延信息,使用抵消方法压制海浪水压信号.初步分析表明,使用双传感器可以使水压引信抵抗一定的海浪水压信号的干扰.

舰船物理场信号的检测与测量研究

探讨了舰船及海洋环境噪声的提取及处理方法 ,讨论了微功耗三轴磁场传感器的工作原理 ,分析了其正交度误差 .通过线性变换 ,三轴磁强计的正交性误差可控制在 0 .1°以内 ,三轴灵敏度对称性误差小于 0 .1% .采用电路补偿法 ,在巨大静压背景下 ,测量小动态范围的舰船水压信号 ,给出了海上实际测量的结果 .该成果已成功用于一种机动式舰船物理场测量系统中 ,实现了声、磁和水压场信号的同点测量 .

界面附近非刚性目标的高频回波特性研究

研究了界面附近非刚性目标的高频回波特性,给出了相应的计算形态函数和目标强度的Kirchhoff近似公式。计算对比了界面上非刚性和刚性球形目标以及自由空间中的刚性球形目标的形态函数和目标强度,结果表明:由于界面导致的附加回波的干涉影响,界面附近目标的回波幅值变大且起伏特性明显。界面附近目标采用吸声材料或透声材料后,将降低界面引入的附加回波的干扰,有利于沉底目标的隐身。

基于方位频率测量的水下被动目标运动分析算法

根据被动观测器所测得的目标方位和多普勒频率信息,通过对新息的伪线性处理,建立了系统线性的状态方程和观测方程,并推导出修正的扩展卡尔曼滤波递推公式,从而对目标的运动状态进行估计。通过蒙特卡罗仿真表明,此算法具有收敛速度快、精度高、稳定性好等优点,可应用于远距离的水下被动目标运动分析。

水下均匀材料层的反射特性和对比试验

采用传递矩阵方法,推导给出水下单层非弹性均匀材料层和弹性均匀材料层的声反射、透射系数公式。设计并进行不同厚度钢板和玻璃钢板的声反射特性的对比实验。理论计算结果和实验结果符合,在水中钢板表现出绝对刚性的声学特性,而玻璃钢板由于特性阻抗小于钢板并且较厚,反射特性具有明显的振荡特性。

非高斯水下噪声中微弱线谱信号的符号函数型随机共振检测

采用符号函数作为随机共振模型,对非高斯水下噪声环境中的信号检测进行研究,分析了其检测性能。与Langevin型的随机共振相比,该模型具有更高的局部信噪比增益和更宽的频率适应范围。数值仿真表明,噪声的非高斯性越明显,符号函数型随机共振系统的性能表现越优异。由实测数据对所采用的随机共振的有效性进行了验证。

大深度锚雷定向攻击误差分析

误差分析是计算武器射击 (攻击 )效果的基础 ,在简述了大深度锚雷工作过程和命中原理模型后 ,着重对其攻击过程中存在的误差进行了详细的分析 。