水下综合通信定位识别一体化技术研究

目前,我国在潜艇、无人潜航器等水下平台的信息保障能力较弱,急需提升潜艇、无人潜航器等水下作战平台的作战威力、生存能力和作战灵活性,实现水下作战平台间及水下平台与水面作战平台间协同作战能力。本文对国外水下通信网络的发展情况进行了研究,对水下综合通信定位识别一体化技术的发展趋势提出了设想。     

水下通信定位识别一体化波形优化方法

为提升水下态势感知能力与态势信息交互的需求,通过分析水声通信信号波形参数与水声定位精度、识别概率间的关联关系,提出水下通信定位识别一体化波形优化设计方法和准则,给出水下一体化波形的具体设计流程,确定水声通信信号参数对水声定位、识别性能的约束关系。     

蛙人水下信息系统发展综述

蛙人水下信息系统是蛙人水下作业和作战的主要信息保障系统,为蛙人提供水下通信、引导定位、导航和探测服务。当前,蛙人水下信息系统尚未形成完整的系统体系结构,尚处于零散的设备发展阶段,无法整体有效地解决蛙人水下信息保障难题。为此,针对蛙人水下信息辅助装备的发展现状,提出蛙人水下信息系统的概念,并以此为框架,梳理了水下信息系统的功能体系和组成结构,分别阐述了各部分发展现状和趋势,以期为蛙人水下信息保障设备发展提供参考。     

利用水下数据链进行对潜通信的研究

从信息化海战的特点出发,分析对潜通信的需求,在此基础上,提出了通过水下数据链将水上/水下的载人/无人平台链接成一体化作战网络的体系架构,并对水下数据链的技术体制和关键技术进行了分析研究。     

水下信息作战问题初探

世界信息技术的飞速发展,催生了新军事变革,而水下信息作战则是新军事变革孕育的在水下战场的全新的作战样式。作为“全维作战”的水下信息作战,其主要内容包括：水下信息侦查、信息进攻、信息防御。为夺取水下信息作战的主动权,我们必须加强水下信息作战的理论创新,加快发展武器装备,加紧深入相关研究和推广应用。     

探测通信一体化研究现状与发展趋势

探测通信一体化将独立的探测与通信系统集成一起,通过共用一套硬件设备实现目标探测与信息传输功能,相比传统单一的探测与通信系统,其具有节约平台空间、降低平台能耗以及提高平台安全性等优点。首先介绍国内外陆上雷达通信一体化的相关研究,以及陆上与水下探测通信一体化的区别。结合水声传感网络的应用背景,借鉴雷达通信一体化研究技术,针对探测通信一体化亟需解决的共享波形设计、自干扰抑制以及共享信号处理三个问题,讨论了水下探测通信一体化在单基地、双基地、信息化、安全性方面的发展应用。无论是陆上还是水下,探测与通信作为信息系统的两大功能,两者的一体化设计是系统集成化、信息化、智能化的发展趋势之一。      

蛙人水下近程通信系统及发展展望

随着水下蛙人部队的受重视程度不断提高,蛙人水下近程通信系统的作用也日益凸显。首先分析了现有国外蛙人水下近程通信系统的产品现状、技术现状;其次基于水下蛙人部队的水下作战场景,进一步就浅海作战场景下研发蛙人水下近程通信系统面临的挑战和关键技术进行了详细讨论,针对水下移动过程中蛙人在浅海多途时变水声信道下的隐蔽通信、双工通信需求初步探讨了可能的技术路径;最后结合关键技术的讨论,对我国研发下一代蛙人水下近程通信系统提出了发展建议,为进一步研究蛙人水下近程通信系统提供了参考。     

国外水下无人潜航器及其通信技术发展综述

水下无人潜航器作为水下新质作战力量,将深刻影响和改变未来海上作战样式,世界海洋军事强国高度重视无人潜航器技术发展和作战应用.文中从单体平台、集群组网和装备能力三个角度,总结梳理国外水下无人潜航器发展现状,在此基础上,重点分析水下无人潜航器水面、水下和新质通信技术与能力,研判通信手段发展趋势,为我国水下无人装备发展提供借...     

水下无线通信技术发展研究

水下无线通信是水下通信技术的重要分支,是进行水下监测、水下开发和开展水下军事斗争的关键支撑。为了争夺水下资源和增强水下作战能力,水下无线通信已成为世界大国竞相发展的重要通信技术之一。文章首先介绍了水下无线电磁波通信、水声通信等水下无线通信的发展现状,接着对水下光通信、引力波通信、中微子通信、水下量子通信等水下无线通信的发展进行了展望,最后分析了水下无线通信技术发展面临的问题。     

基于DS证据理论的水下目标识别融合推理方法研究

水下多途、时变的复杂环境给水下目标的识别精度带来了很大影响,单传感器获得的目标信息已不能支持水下目标识别要求,需要通过分析不同传感器源获得的水下目标特征信息间的关联关系,构建水下目标多特征信息不确定性融合推理识别模型和准则,给出水下目标识别的具体判断逻辑流程,建立目标属性识别框架,确定不同传感器源获得的水下目标特征信息证据对水下目标属性可信度分配函数,通过 DS(Dempster-Shafer)证据理论实现水下目标的综合推理识别,为提升水下多平台协同作战能力提供重要基础。     

基于约束最大后验估计的水下航行器组合定位算法

针对水下航行器声学/航位推算组合定位系统，利用声信标与水下航行器间的几何定位结构关系，构建获得水下声学距离量测等式与不等式约束条件，通过最大后验(MAP)估计准则与标准扩展 Kalman 滤波(EKF)方法相结合，设计出声学距离量测约束下的水下航行器组合定位算法，实现了水声距离量测与航位推算信息的有效融合。数值仿真试验结果表明，所设计的声学/航位推算组合定位算法可有效利用水声距离量测信息，实现水下航行器定位精度的提高。     

MCR-YOLO model for underwater target detection based on multi-color spatial features

Within the fields of underwater robotics and ocean information processing, computer vision-based underwater target detection is an important area of research. Underwater target detection is made more difficult by a number of problems with underwater imagery, such as low contrast, color distortion, fuzzy texture features, and noise interference, which are caused by the limitations of the unique underwater imaging environment. In order to solve the above challenges, this paper proposes a multi-col...     

水下激光距离选通成像系统的模型与极限探测性能研究

为了改善现有水下激光距离选通成像建模方法在收发时序和器件特性方面的不足,提出了一种改进的系统模型。该模型以一维(1D)方波信号为研究对象,通过计算该信号的输出信噪比来评价成像系统的性能。模型考虑了水下激光脉冲的时域展宽和增强型电荷耦合装置(ICCD)的增益噪声特性以对现有模型的不足进行改进。通过模拟计算与实际水下激光距离选通成像系统所采集的图像相对比的方法验证了模型正确性,又通过对系统在不同水质下极限探测距离的仿真计算表明距离选通技术对人形暗目标的探测、识别和认清距离达到了9,7.5和7个衰减长度,从而证明了距离选通技术能够有效探测劣质水况下的中小目标。     

基于粒子群优化的正则化水下图像盲复原

水下图像恢复的难点在于缺少海水的点扩展函数的足够信息,而导致病态的问题.为了提高水下激光成像系统的成像质量,提出了用粒子群优化正则化参量的盲图像复原算法.该方法结合Tikhonov正则化和改进的全变分正则化的技术特点,使用一种交替迭代方法,分别估计点扩展函数和估计复原图像,同时用粒子群算法优化正则化参量.结果表明,该方法对水下图像复原具有较好的鲁棒性,算法收敛稳定.     

潜艇水下微弱升降运动检测方法研究

检测水下载体的微弱升降运动信号是解决潜艇或水下航行器(UV)水下定深度悬停这一难题的关键。该文提出了一种新颖的检测方法,实现对水下载体微弱升降运动信息的检测。利用卡尔曼滤波技术,将惯性测量单元(IMU)信息和平台罗经、深度计等外部辅助信息进行融合,最终检测出水下载体的微弱升降运动信号。且还设计了基于微机械惯性测量单元(MEMS IMU),数字信号处理(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的验证样机。验证实验结果表明该文提出的检测方法是有效的。     

基于单浮标的水声/惯性组合导航定位与试验验证

惯性导航由于其无源、自主等优点,在水下导航中处于中心地位,但惯性导航误差随时间增大,很难长时间提供精确的导航信息。针对此问题,本文提出一种基于单浮标的水声/ 惯性组合导航定位方法,借助水下潜航器的速度和方位信息,通过实际浮标和 3 个虚拟浮标的位置以及与水下潜航器之间的 4 个距离观测量,采用长基线导航定位技术,实现水下潜航器导航定位。试验结果表明,该方法相比惯性导航,减小了误差,提升了定位精度,可保证水下潜航器长航时实施水下作战任务。     

基于激光偏振技术的海洋牧场水下成像技术研究

良好的水下视觉环境是推动海洋经济发展的前提,海洋牧场的建设对水下成像技术提 出 新的要求,但是受水体环境吸收及散射影响,光信息丢失严重,用常规光学成像方式进行水 下 图像获取会有可视距离短,图像模糊不清,对比度低等缺点。为解决海洋牧场水下成像清晰 度 低的问题,提出一种通过532 nm激光光源与偏振技术相结合的方法并 集成了一款水下相机。 532 nm波段的绿色激光光源在水体环境中受到水体影响较小,传播效 果更佳,偏振成像技术在去 背景光散射中应用广泛,采用532 nm激光光源与偏振成像技术相结合 的方法进行水下图像的获 取,并在模拟海水环境的水池中进行了海参图像获取的实验,实验结果证明在某一偏振角度 下, 532 nm激光光源与偏振成像技术相结合的方式获取的海参图像相比于 自然光下获取的原图像对比 度、清晰度更高,含有的图像信息更加丰富,验证了此方法在水下成像的可行性。