基于潜艇磁偶极子模型的航空磁探潜探测宽度模型与仿真

针对航空反潜磁异常探测传统探测宽度模型无法准确分析目标磁特性、环境磁特性等因素对航空磁探潜探测宽度的影响,引入概率分布的思想并提出基于信噪比检测依据的新探测宽度模型。为了求解该探测宽度模型,建立了基于磁偶极子目标的航空磁探潜探测模型,目标磁特性模型,环境噪声和检测模型,给出了基于信噪比检测依据的探测宽度模型求解方法和步骤。仿真分析表明:所建立的模型能够充分反映目标特性、地磁场特性、环境磁噪声等级、反潜机探测平台等因素条件对航空磁探潜探测宽度影响;与经典探测宽度模型相比,新建立的模型能够对航空磁探潜探测宽度进行更加有效和精确的计算。

浮标阵形对搜潜效能影响的研究

搜潜效能是评估浮标阵形性能的重要依据。为了研究不同浮标阵形对搜潜效能的影响,以航空应招反潜作战为背景,建立了航空搜潜过程中的潜艇运动模型和浮标布阵数学模型,并结合浮标阵阵元数量、反潜基地距潜艇初始发现点的距离、反潜机巡航速度以及潜艇规避速度的变化,运用Monte-Carlo方法对不同浮标阵形的搜潜效能进行了仿真和比较分析。仿真结果表明,在相同条件下,不同浮标阵形的搜潜效能存在较大差异,单层圆形浮标阵的搜潜效能相对较高。为声纳员优化浮标布阵提供有效的辅助决策依据。

一种主/被动声呐目标回波信号模拟器的研制

根据实际需要,研制了一种主/被动声呐目标回波信号模拟器,该模拟器能够产生主/被动声呐测试、定检所需的主/被动声呐目标回波信号,目标回波信号中包含主动声呐、目标辐射噪声、海杂波、混响等信号,信号输出形式包括声信号和电信号2种。该模拟器可在空气介质条件下,实现声呐接收、处理、显示系统的定检,以及声呐测距系统和方位系统的定检;在水声环境中,可实现对接收换能器方向性、接收系统灵敏度等的测试。通过性能测试及与实际声呐系统联试,证明该模拟器达到了设计功能和性能指标要求,已交付用户使用。这里对其主要数学模型、系统硬件结构、软件流程进行了简要介绍。

航空搜潜研究综述

综述了60多年来国内外航空搜潜研究的理论与运用实践;在此基础上,分析了航空搜潜研究存在的不足;指出了下一步航空搜潜要研究的重点和主要方向。

空投鱼雷入水点影响因素研究

航空自导鱼雷具有命中精度高、威力大、攻潜效果好等特点。针对反潜直升机空投鱼雷作战使用的特点,深入分析了空投鱼雷的空中弹道、直升机的运动态势和风速风向等影响空投鱼雷入水点位置的关键因素,并得到了各要素的数学描述,进而通过仿真分析得到了直升机运动态势和风速风向对空投鱼雷入水点的影响。

航空搜潜装备搜潜范围建模与仿真研究

根据航空搜潜装备的特点,结合主/被动声呐方程、潜艇目标强度、潜艇目标辐射噪声特征、搜潜装备性能、浅海传播损失模型、海洋环境特点等,建立了单基地条件下搜潜装备搜潜范围的数学模型,并以海洋环境噪声的变化为条件,仿真分析了搜潜装备有效搜潜半径随海洋噪声的变化情况。通过本文的研究,可以根据海洋环境等变化,确定出搜潜装备的搜潜范围变化情况,为航空搜潜训练提供了理论依据。

一种大动态范围数字式智能微伏表的设计

本文提出一种用于测量大动态范围变化的弱信号的方法，经实际测试，取得了满意的效果。该方法采用以增益可控部件为核心的步进式数字自动增益控制电路，对信号进行大范围动态压缩；利用８０Ｃ３１微处理机对信号进行实时处理，使系统完成实时显示、故障自检和过载自动报警等功能。它既可作为大动态范围数字式微伏表，又可作为多通道大动态范围低噪声放大器使用。本文主要介绍了系统的基本工作原理、系统的硬件结构及主要软件流程。

基于马尔可夫过程的水下运动目标启发式搜索

在对启发式搜索算法进行研究的基础上,建立了水下目标的马尔可夫过程运动模型,将启发式搜索算法应用于对水下运动目标的搜索,研究了基于马尔可夫过程的运动目标启发式搜索算法。该算法由已知的目标先验位置分布信息不断地对目标的运动位置进行估计、更新,以获得精确的目标后验分布,再利用启发函数得到下一步的最佳搜索节点。仿真分析表明:在对水下运动目标搜索时,启发式搜索优于扩展方形搜索和平行搜索,有效地改善了搜索时间和搜索效率。

一种浮标定位方法研究

以航空搜潜声呐浮标与飞机的相对方位信息为基础,利用扩展卡尔曼滤波技术,分析了计算浮标位置的原理、方法,建立了相应的数学模型和仿真算法,仿真分析了浮标位置的相对误差和均方根误差,获得了有益的结果。

水下目标存储与回波波形模拟技术的研究

本文提出了一种利用大动态范围脉冲幅度自动增益控制技术和数字波形存储技术，实现水下目标信号存储和目标回波波形模拟的方法。利用该方法设计的声纳目标应答机，经多次湖试和海试验证，技术方案可行，并取得了满意的波形模拟效果。文中主要介绍了目标信号存储与回波波形模拟的基本原理、系统时序控制关系、海试结果等。

主/被动联合多基地航空搜潜范围分析

在主/被动联合多基地航空搜潜条件下,根据声纳、浮标、潜艇的位置关系,推导出了对目标定位的数学模型,并结合主/被动声纳方程,建立了目标与主动声纳和浮标之间的位置关系、主动声纳的最大传输距离、多基地搜潜的搜潜范围和定位范围等数学模型,在此基础上,分析了搜潜范围与主动声纳和浮标距离之间的关系、目标与主动声纳和目标与浮标距离之间的关系、浮标位置与搜潜范围和定位范围之间的关系等,获得了有益的结果。

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。

一种辐射噪声的特征提取新方法

应用离散子波变换原理 ,对信号进行谱估计 ,提出了基于离散子波变换的特征提取方法 ,并对实测数据进行特征提取 ,获得了稳定有效的线谱和连续谱 。

双基地航空声呐搜潜距离误差估计

本文在双基地航空声呐搜潜距离模型的基础上 ,建立了其误差模型、误差系数模型 ,确定了影响其精度的因素为水下声速、直达波时间、反射波时间、方位角等 ,并根据所建立的数学模型 ,仿真分析了离心率和方位角的变化对各误差系数的影响、各误差因素的变化对搜潜距离相对均方误差的影响等 ,获得了有益的结论 。

一种从辐射噪声中提取调制谱的方法

在水下航行器的辐射噪声中 ，螺旋桨节拍对航行器的宽带辐射噪声存在着明显的振幅调制，调制频率与航行器螺旋桨的转速有关．该特征可用于估计航行器的速度及目标分类与识别．本文利用于波变换原理，从实测的航行器辐射噪声中提取了它的调制谱，井据此对螺旋桨转速进行了估计，计算机仿真结果与实测的螺旋桨的转速具有良好的一致性。

基于子波变换的水下目标辐射噪声特征提取方法

将子波变换和多分辨分解算法 ,分别应用到水下目标辐射噪声的线谱和调制谱提取中。文中主要介绍了基于离散子波变换提取辐射噪声线谱的方法、基于多分辨分解算法提取辐射噪声调制谱的方法 ;在此基础上 ,以某型号水下航行器实测辐射噪声为例 ,进行了仿真研究 ,通过比较仿真结果与该水下航行器的相关数据 ,验证了该方法的正确性和可行性。

一种实现辐射噪声重构的方法研究

以实测鱼雷辐射噪声为基础 ,提出一种提取连续谱和线谱的方法 ,确定了有效线谱的唯一性 ,建立了辐射噪声的数学模型 ,完成了辐射噪声源的重构。

基于序列匹配的螺旋桨轴频自动提取方法

针对船舶、潜艇等水声目标螺旋桨轴频自动提取困难的问题,提出一种基于平均能量累积和脉冲序列匹配的水声目标螺旋桨轴频特征提取算法,算法首先将噪声不同频段的调制信息利用多频段融合改进方法对DEMON谱进行线增强,然后利用平均能量累积方法对与螺旋桨轴频及其谐波相关的线谱进行提取,由于提取的线谱所对应轴频或谐波次数不明确,最后算法通过序列匹配方法计算线谱对应的谐波次数,从而实现螺旋桨轴频的自动提取,通过实验验证,算法取得了较好效果。

基于子波奇异性检测的水声信号去噪方法研究

基于低信噪比、非平稳水声信号中,信号的有效频谱是固定的、噪声的频谱是随机的、信号频谱由代表水声信号特征的各基波和其对应的各次谐波构成的特点,提出了利用子波奇异性检测特性实现水声信号去噪的方法。该方法首先对水声信号进行多分辨分解,求取各尺度上信号的频谱成分;然后,根据最大尺度上最高的频谱幅度,确定该尺度上信号的有效频谱成分,再按照基波与谐波的关系,确定其它各级尺度上的有效频谱成分,去除奇异频谱;最后对去除奇异频谱后的信号进行频域-时域变换及子波重构。经对实测水声信号进行仿真,获得了较好的去噪效果。

主/被动联合多基地航空搜潜定位及误差分析

根据主/被动联合多基地航空搜潜中主动声源、目标、被动接收器之间的空间几何位置关系,建立了目标位置的数学模型,确立了目标空间位置与主动声源-被动接收器声传播时间、主动声源-目标-被动接收器声传播时间、浮标方位角之间的关系;在此基础上,建立了各参量测量误差对目标定位误差影响的数学模型;最后,对所建定位及误差模型进行了仿真分析.