声纳浮标四臂阵阵列流形矢量的形式研究

当前国际上应用较为广泛的一类扩展阵形结构的声呐浮标,布放后的阵形一般为平面多臂形,从几何上均可视为多层圆阵或多边形阵,对于这两种不同的几何拆分结果,其阵列流形矢量也可以有多种表达方式。文中以声纳浮标四臂阵为例,对其阵列流形矢量的数学表达形式展开研究,总结出2种不同的表达形式,这两种形式分别基于多边形阵和多层圆阵构造而成,分别适用于定向多波束形成的节能工作模式和即时调整阵元数臂数的仿真试验。针对两种不同的阵列流形矢量形式,文中给出了其静态波束图、MVDR波束形成图和二维窗函数波束形成图,多种波束形成仿真的结果表明,两种阵列流形矢量表达形式得到的静态方向图完全一致,并且能够在各自的适用范围,提高对浮标接收信号的处理效率。

航空声纳浮标自噪声分析

本文主要分析了航空声纳浮标的自噪声对其探测性能的影响,介绍了声纳浮标自噪声的种类,给出了声纳浮标自噪声的估计方法,分析了自噪声对浮标采集的声信号的信噪比,以及对浮标的作用距离的影响,归纳总结了国外声纳浮标对不同噪声源的降噪设计方法和浮标自噪声水平。分析表明,声纳浮标自噪声控制直接影响其探测性能,是浮标设计的关键,在工程上应对不同噪声源采取必要的降噪措施。

基于交叉定位的声纳浮标阵被动检测预处理研究

交叉定位的精度直接决定着水下目标被动方法的检测性能,而目标数量的不确定性及其位置关系的复杂性将进一步影响交叉定位的精度。针对上述问题,提出了一种基于最小交叉定位方差的距离和方位数据互联算法。首先,分析了水下目标2种典型运动特点,分别构建了水下目标运动模型;其次,研究了声纳浮标阵型和交叉定位原理对定位精度的影响,构建了声纳浮标被动检测模型;最后,采用距离和方位数据关联方法,完成了水下目标被动检测前的预处理。仿真结果表明:在多目标航迹交叉、复杂噪声环境条件下,该算法整体性能优于典型的模糊聚类法和最近邻域法。

网格形声纳浮标阵及其搜索效能评估

结合声纳浮标的性能特点和检查性搜潜的需求,研究提出了基于元网格的网格形声纳浮标阵搜潜方法。构造了元网格,通过建立模型,研究了元网格的大小和所需声纳浮标的数量,进而研究了网格矩阵形式的网格形声纳浮标阵的元网格数量、声纳浮标数量和搜索面积。对网格形声纳浮标阵的搜索效能进行了仿真评估,并通过对仿真结果的分析得出了能用于指导作战使用的结论。

潜艇规避对主动声纳浮标作战效能影响研究

根据主动声纳浮标搜潜的工作过程,对潜艇规避对主动声纳浮标作战效能的影响进行了研究。建立了主动声纳浮标的数学检测模型。利用平滑平均声场理论推导了潜艇深度变化后浮标的探测范围,从检测概率和探测距离两个方面研究了潜艇采用不同规避航向、航深、以及海况对浮标作战效能的影响。仿真结果表明:在一定条件下,潜艇采用合适的规避策略,会显著降低主动声纳浮标的作战效能。

反潜直升机应召搜索使用声纳浮标的作战运用

根据反潜直升机反潜作战的特点,对反潜直升机使用无线电声纳浮标对指定海域实施应召搜索时声纳浮标的使用方法和监听方法进行了探讨.

声纳浮标多普勒最接近法的一种新算法

在声纳浮标多普勒最接近点方法基础上,提出一种新算法。与原算法相比:(1)新算法推导出一个无误差的求解公式,而原算法是一个近似公式;(2)新算法在使用上较原方法更为方便,公式需要的输入在实际中更容易得到。比较了新算法和原算法的关系,原算法主要使用测量两个关于最接近点对称的多普勒频移及最接近点的频率变化导数;新方法在使用多普勒频移的同时还利用了测量点的时间信息。最后给出了仿真结果,表明新算法可以精确求解目标的运动参数。

机载声纳浮标作用距离建模与仿真

为了满足航空反潜指挥控制系统对声纳浮标搜潜效能进行评估的需要,建立了声纳浮标的作用距离预报模型。首先根据声纳方程,推导出了声纳浮标作用距离的预报模型。然后建立了模型中各个参数的计算模型,并进行分析。最后,针对特定的海洋环境,在一定检测概率和虚警概率条件下,根据作用距离的预报模型仿真分析了主被动声纳浮标的作用距离,为机载声纳浮标的作用距离预报提供了有价值的参考。

直升机声纳浮标包围阵搜潜模型研讨

介绍了直升机声纳浮标包围阵的典型阵型,建立了其浮标位置模型,为浮标阵的实际布放提供科学的理论依据。建立了潜艇初始位置散布模型,给出了潜艇位置散布半径的计算方法。然后,基于一定的假设条件,对潜艇最大航速进行了估计,将两倍的经济航速作为潜艇的最大航速,并从概率的角度验证了该结论的合理性,此时,潜艇的速度服从瑞利分布。最后,对潜艇初始位置散布以及潜艇经济航速对直升机声纳浮标包围阵搜潜概率的影响进行了仿真分析,得出了仿真结果。

主动全向声纳浮标跟踪潜艇优化布放方法

主动全向声纳浮标适合跟踪安静型潜艇,由于目标针对性机动规避和浮标探测距离短,使得浮标消耗量大。在满足定位精度的条件下,如何优化布放浮标以便有效增加跟踪时间是一个亟待解决的问题。首先分析了浮标探测性能和浮标群相对位置对定位精度的影响;然后结合目标的一般规避措施和水下目标跟踪技术,提出了用主动全向声纳浮标跟踪潜艇的优化布放方法;最后仿真计算了该方法的跟踪性能及浮标消耗量。仿真结果表明该优化布放方法可行。

基于被动声纳浮标投放法的水下目标跟踪

针对航空反潜中使用空投被动声纳浮标对潜艇进行跟踪的问题,利用双曲线交汇法定位,研究被动浮标对水下目标进行连续跟踪的方法,建立相应数学模型。仿真结果证明了该方法的可行性,得到目标的航速、航向、运动状态变化间隔、声纳浮标位置等因素变化与跟踪所需声纳浮标数量的关系。

圆形声纳浮标阵搜潜效能模型研究

分析了建立圆形声纳浮标阵搜潜效能模型的重要意义。通过对圆形声纳浮标阵作战机理的分析，使用数学方法建立了圆形声纳浮标阵搜潜效能的计算模型，并对模型的应用进行了讨论。

航空搜潜声纳浮标位置计算方法研究

为了实现对海中航空搜潜浮标位置的定位,进行了三方面的研究工作,其一以反潜机的位置、运动路径、反潜机与航空搜潜浮标的相对位置和距离关系为依据,利用斜距测量法,分析了计算搜潜浮标位置的原理和方法;其二采用最小二乘法,建立了反潜机对浮标定位的数学模型及相应的快速定位算法;其三仿真分析了初始估计角对计算浮标位置收敛速度的影响,并对定位算法进行了验证.仿真结果表明所用算法能够达到快速收敛的目的.

被动定向声纳浮标的目标运动分析

依据被动定向声纳浮标多站纯方位定位的使用特点,采用分步进行的方法估计潜艇目标的运动状态。首先,使用最小二乘法融合多枚浮标的测量信息,给出某一时刻目标位置的综合定位结果和定位误差;然后,利用卡尔曼滤波器估计目标在该时刻的位置、航速和航向等运动参数,避免了直接从方位测量入手时,需要建立非线性量测方程,再进行线性化的问题;最后,采用蒙特卡洛仿真方法统计分析了系统的误差性能,结果表明该方法具有较高的目标运动分析精度,而将目标运动参数估计改用扩展卡尔曼滤波器时,精度明显降低。

网络中心与平台中心的声纳浮标探测概率建模

针对基于网络中心与平台中心的声纳浮标组网探测问题,在分析声纳浮标瞥概率模型的基础上,建立了两种方式下声纳浮标网的发现概率计算模型,给出了评价声纳浮标网探测效能指标。最后以声纳浮标拦截阵探测为例,对基于网络中心和基于平台中心的声纳浮标网探测效能进行分析,仿真了声纳浮标布设数量与布设间距对探测效能的影响。结果表明:当声纳浮标布设数量超过一定值时,继续增加并不能使网络中心的探测效能显著增加;与平台中心探测相比,声纳浮标瞥概率为Fermi模型时,网络中心探测的优势并不显著。

一种定量度量航空声纳浮标阵多基地性能方法研究

从声纳方程出发分析双基地声纳信号余量,将信号余量与检测概率相结合,给出了区域跟踪概率的概念和计算方法,比较了一种浮标阵的单基地与多基地跟踪起始特性,仿真结果说明了多基地浮标阵集中跟踪相对于单基地分布式跟踪的优势,区域跟踪起始概率可定量评估多基地航空声纳浮标阵特性.

基于网络化航空搜潜体系的声纳浮标检查性搜索方法

在分析总结网络化航空搜潜体系的基本构成以及基于网络化航空搜潜体系的搜索方法的基础上,对基于网络化航空搜潜体系的声纳浮标作战使用问题进行了系统研究,提出了以"统一指挥、整体布设、集中监听"为核心的作战方法,并通过建立模型,对所提出的作战使用方法的作战能力进行了分析计算,通过与平台反潜作战条件下作战能力的比较,验证了所提出的作战使用方法的合理性。

区域性检查搜潜中声纳浮标的使用方法

声纳浮标在区域性检查搜潜中具有较大的优势,其搜索效率高于其他搜索设备。介绍了声纳浮标在执行指定水域检查搜索任务中所使用的方法,并对其搜索效能进行了分析。讨论了反潜直升机布设和监听目标时所涉及的多个要素。对直升机声纳浮标检查搜潜具有一定的参考意义。

潜艇规避对被动声纳浮标作战效能的影响

根据被动声纳浮标搜潜的工作过程,对潜艇规避对被动声纳浮标作战效能的影响进行了研究.建立了被动声纳浮标的数学检测模型,利用浅海平滑平均声场理论推导了潜艇深度变化后浮标的探测范围,从检测概率和探测距离两个方面研究了潜艇采用不同规避航速、航深、以及海况对浮标作战效能的影响.仿真结果表明:在一定条件下,潜艇采用合适的规避策略,会显著降低被动声纳浮标的作战效能.

吊放声纳与声纳浮标在应召搜潜中的联合运用

在介绍吊放声纳与声纳浮标各自在应召搜潜中的运用的基础上,针对两者在单独使用上的不足提出了一种新的搜潜策略,并从理论上说明了这种新的搜潜策略具有一定的优势.