水下运动目标被动测量数据的实时处理

水下运动目标的被动测量和测量的实时性是水声测量设备的难点所在。设计了一套水下运动目标被动测量数据实时处理系统,它综合利用水声技术、计算机技术、电子技术等手段,采用球面内插法实现对水下运动目标被动测量数据的实时处理,并实时显示水下目标运动轨迹。可应用于不同类型水下目标海上试验的定位跟踪测量,具有良好的通用性和海上适应性,并可推广应用于舰船、潜艇等其它水中运动目标的定位跟踪测量,具有明显的军事、经济效益。     

单水听器被动时反定位研究

介绍了一种基于单传感器的时间反转镜定位基本原理之后，进行了仿真和海试试验数据的验证。仿真数据处理结果表明，该时间反转镜算法能实现被动定位，且具有较高的定位精度。海试试验数据处理同样证明该单水听器被动时间反转镜定位算法的正确性，在高信噪比条件下．单水听器被动时间反转镜定位算法可实现定位。     

被动迭代时间反转镜研究

抗除多途信道的干扰,优化被动检测性能是声纳信号处理关注的问题之一。通过仿真揭示了多途信道中单水听器时间反转镜的聚焦效应,研究了被动迭代时间反转镜技术,对其多目标定位选择性、多目标选择聚焦性能作了研究。结果表明利用了海洋信道的相干多途特性,被动时间反转镜可实现多个目标的空间匹配滤波：利用迭代算法,被动迭代时间反转镜可在抑制环境噪声干扰的同时,在信道输出总能量强的目标处实现选择性聚焦。     

海洋波导条件下矢量反转镜空间相关特性

利用简正波理论,对海洋波导条件下的矢量反转镜空间相关特性进行理论分析．并利用10Hz～200Hz低频宽带信号进行仿真计算。仿真结果表明,当仿真信道与实际信道完全匹配时信道相关出现最大峰值,且峰值所在位置即为声目标所在位置。据此给出矢量反转镜被动定位仿真实例。     

多普勒效应对水下高速运动目标被动定位的影响及其抑制方法

为改善水下高速运动目标被动定位精度,通过仿真分析给出抑制多普勒效应的方法。首先介绍了基本的水下信号模型和水下声传播信道模型,分析了多普勒效应对被动定位的影响,给出抑制方案。随后分析了所给出方案的性能,并且通过仿真,分析了出现误差的原因,得到了提高定位精度的关键因素。仿真结果表明,该方案可以有效抑制多普勒效应对被动定位的影响,具有较强的实用性。     

水下被动定位声纳显示及航迹跟踪方法

根据水下目标定位跟踪的系统功能,设计了用于水下目标被动定位跟踪的综合显示系统,能够实现信号的特征显示、轨迹跟踪处理和目标轨迹识别。采用B式瀑布图显示技术、目标航迹跟踪技术以及基于Hough变换的航迹信息提取技术,仿真分析和实验数据表明,该显示系统的设计可以提高被动定位跟踪综合显示性能。     

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。     

被动定向浮标探潜模型研究

反潜战中,被动定向声呐浮标是一种主要的探潜手段,两枚被动定向浮标同时发现目标即可对其进行定位。研究了初始浮标阵中仅有一枚浮标能够发现目标但不能实现定位的情况下,如何通过补投被动定向浮标对目标进行定位的模型问题。根据水下目标和反潜机的运动特点,将实际中所有可能出现的情况进行了分类讨论,建立了被动定向浮标的补投模型。通过仿真分析了模型的探测效能,验证了模型的正确性和可用性,为被动定向浮标的战术使用提供了一定的理论基础。     

正交阵定位原理与系统实现

本文通过对被动声纳定位的原理研究,提出一种采用正交阵对水下音响目标进行准确定位的技术方案,本文对该方案进行了计算机仿真并给出系统实现的原理性框图.     

水下振动目标的被动定位方法

在目标定位过程中,采取窗口分数维方法对初至波进行拾取,确定其到达时刻;采用五元十字阵的传感器阵列布局方式,用提取的初至波建立方程组,通过方程组求解目标所在位置.针对水下目标的测向和测距进行了分析和仿真实验.结果表明,将五元十字阵应用于水下目标被动定位的方法是可行的,其定位误差较小,能够获得较精确的定位结果.     

基于MSS-PDS和单阵元PTRM信道均衡的深海远程水声通信方案

为了提高水声通信的性能,提出了一种联合运用M元扩频（MSS）通信和Pattern时延差编码（PDS）水声通信体制,并采用单阵元被动式时间反转镜（PTRM）来实现声信道均衡的深海远程水声通信方案。该方案的M元扩频-Pattern时延差编码通信技术既能胜任远程水声通信,又能提高通信速率;单阵元被动式时间反转镜信道均衡技术既可抑制多途扩展产生的码间干扰,又能提高信噪比。根据深海声道特性分析,该方案将通信固定节点置于声道轴以获取会聚增益,提高通信距离。计算机仿真结果证明,所提出的深海远程水声通信方案具有很好的鲁棒性和可行性。     

Time reversal processing in ultrasonic nondestructive testing

In this paper, we present a novel and completely different approach to focusing on defects beneath plane or curved surfaces: the time reversal mirror method. The time reversal technique is based on the concept of time reversal of ultrasonic fields and takes into account both the phase and modulus information coming from the defect. This technique is self-adaptative and requires only the presence of a target in the solid sample. In highly scattering media, it is shown that the time reversal process allows a new approach to speckle noise reduction. Experimental results obtained with a 121-channel time reversal mirror on titanium and duralumin samples are presented. They demonstrate the ability of time reversal to compensate for the distortions induced by liquid-solid interfaces of different geometries and to detect small defects in a noisy background     

被动时反与自适应均衡相联合的水声通信研究

在实际的水声环境中,被动时反处理单向传输、实施简单,可以减小信道衰落的影响并重组多途信号,抑制码间干扰,但因水声信道复杂性等的影响,接收到信号经被动时反处理后仍存在残余的码间干扰,为此,被动时反处理后,基于递归最小二乘（RLS）的判决反馈自适应均衡处理方法被用来消除这些残余的码间干扰。复杂的实验室波导试验结果表明这种联合处理：（1）实现了无误码传输,（2）自适应均衡器的抽头数较少,计算复杂度较低。验证了被动时间反转和自适应均衡相联合的信号处理方法在相位相干水下通信中的可靠性与高效性。     

Hexapod control for an active secondary mirror: general concept and test results

Active control of the secondary mirror, mainly for correction of the decentering coma, is an essential tool for an active-optics telescope. The Italian Telescopio Nazionale Galileo is equipped with a secondary mirror supported by an hexapod mechanical structure, providing a positioning control with six degrees of freedom. The hexapod system has been built and tested to characterize its performance. The results show that the errors in the positioning of the secondary mirror lead to an aberration image well below the diffraction figure of the telescope.     

扩展容积卡尔曼滤波定位技术研究

为提高被动定位技术的精度与环境适应性,本文提出运用一种新的非线性滤波方法—扩展容积卡尔曼滤波算法进行多角度传感器目标定位;它首先利用EMD(经验模态分解)算法对目标的量测噪声协方差矩阵进行估计;然后,将过程噪声协方差和量测噪声协方差融入循环过程;同时,为保持算法的稳定性和正定性,利用求平方根的形式对算法改进。通过对扩展容积卡尔曼滤波与UKF(不敏卡尔曼滤波)算法跟踪目标的结果进行比较,在运算复杂度与UKF相当的前提下,扩展容积卡尔曼滤波算法不仅可以对未知量测噪声情况下的目标进行跟踪,而且显著提高了被动定位的精度。     

快速反射镜成象跟踪系统

从快速反射镜机械结构设计、３８０Ｈｚ高帧频成象探测器及数字控制系统三个方面系统地介绍了基于ＡＳＴ３８６计算机的快速反射镜成象跟踪系统。对提高反射镜机械结构谐振频率和高帧频图象实时处理速度及位置测量精度等问题给出了一些解决方法，并提出在数字控制系统中引入插值算法可虚拟地提高系统采样频率，增加系统带宽。最后给出了实验结果。     

Self-seeded Ti: Sapphire laser with an active feedback mirror

Abstract

A single-longitudinal mode (SLM) dual-cavity pulsed Ti:sapphire laser is presented. It is self-seeded by means of an active feedback mirror (AFM) consisting of a partially reflecting mirror and additional active medium. The use of AFM results in an increase of both the laser output energy and overall conversion efficiency by a factor of about 1.4 compared to results achieved with a passive feedback mirror, under equivalent conditions. A reliable, temporally stable SLM regime of operation is achieved in the 740–820 nm spectral range.     

Chan算法在海上声源定位测量中的应用

针对到达时间差（Time Difference of Arrival,TDOA）体制下海上声源定位测量问题,研究了Chan算法在定位测量中的应用。建立了基于TDOA体制的海上声源被动定位模型,推导了Chan算法求解TDOA定位方程的步骤,采用了蒙特卡洛数值方法对Chan算法与初始值选择真值的泰勒（Taylor）级数展开法在不同阵元数条件下的定位精度进行了比较,得出了Chan算法在海上声源定位测量中应用条件及基阵布设原则。仿真结果表明,在一定条件下,Chan算法可应用于海上声源定位测量且定位精度较高,研究结果可为海上声源测量系统定位算法设计及基站布设提供参考依据。     

改进的被动时间反转阵处理水下通信

时间反转技术由于不受环境制约,能自适应实现信道多途压缩和对指定点的空间聚焦,降低多用户通信过程中的码间干扰和同道干扰,广泛应用在水声通信领域。利用垂直阵加权处理的方法,在被动时间反转的基础上增加了一抵消项,抑制其中一个用户在接收阵的接收幅度以达到对另一用户指定通信的目的。模拟仿真显示该方法比单独只用被动时间反转处理,误码率能降低一半。海上试验数据处理结果与模拟仿真基本一致。