双基地声纳海底混响面元划分与建模

鉴于影响双基地声纳性能主要因素之一的混响面元的划分和计算的研究少有公开报道,提出一种双基地声纳海底混响区域的面元划分方法,建立了基于SSA海底散射强度模型的双基地声纳海底混响模型.仿真结果表明该方法能够对产生混响的海底区域进行有效地估算,并得到双基地声纳海底混响随时间的变化趋势,为双基地声纳系统的性能评估和合理配置、使用提供了有效的模型.     

基于GDOP定位误差的双基地声纳算法

根据双基地声纳定位的特点,给出了基于发射机算法、接收机算法以及波达方位算法等6种双基地声纳的定位算法,并推导出各自的定位精度的几何稀释(GDOP)误差.通过数值仿真,得到了这6种算法的误差分布,并且给出了目标位于不同区域时,精度最高的算法.通过比较,筛选出能获得较高定位精度的测量参量.仿真结果表明,与单基地声纳相比,只要在不同区域选取合适的算法,双基地声纳将会获得更高的定位精度.     

电视无源双基地雷达低空测距的地面绕射效应研究

本文主要结合电视发射的特点,将无源双基地雷达与常规单、双基地雷达在特定方向上对低空目标的探测进行仿真计算对比;通过电磁波传播过程中的绕射效应对不同雷达探测距离的影响,说明以电视信号为照射源的双基地雷达由于在高度增益和地面的绕射能力上占有独特的优势,而使得比常规单、双基地雷达在超视距探测低空目标时更具有潜在优势;同时也深入研究了高度增益和绕射效应对无源双基地雷达在增加探测距离上所起的决定性作用,提出了在两者的矛盾运动中如何确定最佳工作波长、使探测距离达到最大的有效方法.     

电视无源双基地雷达低空测距的地面绕射效应研究

本文主要结合电视发射的特点，将无源双基地雷达与常规单、双基地雷达在特定方向上对低空目标的探测进行仿真计算对比，通过电磁波传播过程中的绕射效应对不同雷达探测距离的影响，说明以电视信号为照射源的双基地雷达由于在高度增益和地面的绕射能力上占有独特的优势，而使得比常规单、双基地雷达在超视距探测低空目标时更具有潜在优势，同时也深入研究了高度增益和绕射效应对无源双基地雷达在增加探测距离上所起的决定性作用，提出了在两者的矛盾运动中如何确定最佳工作波长，使探测距离达到最大的有效方法。     

基于线性最小二乘估计的双基地声纳定位优化算法

针对双基地声纳系统存在冗余信息的问题,基于线性最小二乘估计理论提出了一种定位优化算法,建立了T/R？R型声纳系统水下定位的数学模型。通过MATLAB软件的仿真分析,给出了影响该算法性能的各个因素,并与传统TOL算法进行了对比。仿真结果表明,采用线性最小二乘估计算法能更好地利用系统测量的冗余信息,显著提高双基地声纳基线区和侧边区的定位精度。该算法具有受基线长度和站址误差影响小等优点,是一种具有工程应用价值的双基地声纳定位算法。本文的研究可为多基地声纳定位优化问题的研究提供理论基础。     

混响背景下主动探测声纳性能预报

根据主动声纳方程,进行了混响背景下主动探测声纳的性能预报,讨论了主动探测声纳工作频率对作用距离的影响,比较了不同混响反向散射强度下主动探测声纳作用距离的变化情况。分析结果表明,混响背景下主动探测声纳的作用距离随频率的降低而减小;随着混响反向散射强度的减小,主动声纳性能增强,作用距离增大,这对工程实际中更好地选取主动声纳参数,进而提高主动探测声纳性能具有一定的参考意义。     

一种多基地声纳的联合估计定位算法

为了改善双基地声纳在某些区域(如基线区、发射和接收站的侧边区)定位性能,最有效的方法就是增加发射和接收站的数量,形成多基地声纳系统.而目前较成熟的多基地算法的测量子集都包含3个测量量,基于此提出了一种将基于波达时间的多基地声纳定位算法(TOL)和基于方位测量的多基地声纳定位算法(BOL)的测量子集进行联合估计,并将这种新算法与包含6个测量量的测量子集的多基地声纳定位算法做比较.仿真结果证明,提出的联合测量子集定位算法的定位精度要比多基地TOL、BOL以及多个测量的多基地声纳定位算法的定位精度都要高.     

双基地声纳混响建模分析

在浅海环境下,混响是影响双基地声纳系统性能的主要因素,基于双基地声纳的几何特点,对接收端的混响进行了建模,并在接收端具有指向性的条件下,得出了混响面积以及接收端信混比的计算公式,对不同条件下接收端的混响强度以及信混比的变化进行了仿真分析,得到了不同条件下双基地声纳接收混响强度与收发位置、信号脉宽以及接受指向性的关系。     

基于巴宾奈特原理的双基地声纳前向探测方法

当物体靠近双基地声纳基线时,由于直达波的干扰,声纳系统存在检测盲区,因此提出基于巴宾奈特原理的双基地前向探测方法,其原理是在盲区对前向散射信号进行长时间的累计检测,实现双基地盲区检测。理论上推导出的水下前向散射目标强度的计算公式与旋转椭球体目标强度的经验公式一致。仿真表明前向散射信号强度呈眼状分布,讨论了利用对前向散射信号进行时间累计探测低速运动目标的可行性。     

被动声纳探测距离空间分形特征研究

根据分形理论,借助于GIS技术的支持,以一定优质因子条件下声纳探测距离为例,以声纳探测距离等值线为研究对象,对以往研究少有涉及的声纳探测距离等值线的分形性质进行了探讨,得出声纳探测距离等值线具有分形特征的结论,为描述声纳探测距离提供了新的参数,从而为声纳探测距离的预报提供了一种新的理论方法.     

多基地声纳配置策略研究

本文提出了一种基于检测覆盖范围的多基地声纳配置策略。首先，根据声纳的作用距离公式，分析了双基地声纳的检测覆盖范围特性，它为卡西尼卵形线包围的区域；然后，将此特性推广到三基地和多基地声纳，指出多基地声纳的检测覆盖范围主要与发射、接收机的位置有关，且检测覆盖区域主要集中在发射、接收机附近；最后，在对多基地声纳模型进行部分简化的基础上，提出一种用圆来代替检测覆盖区的多基地声纳配置算法。该算法经过仿真验证，表明配置效果较好。     

基于纯方位角测量的水下目标被动跟踪技术

水下目标的被动跟踪技术在军事上具有重要的应用价值,为了解决基于纯方位角测量的水下目标被动跟踪技术在实际应用中的问题,研究了几种适合于单、双观测站的水下目标被动跟踪算法.分别对伪线性估计算法、扩展卡尔曼滤波算法、无迹卡尔曼滤波算法在不同参数情况下的性能进行了详细的仿真与分析.仿真结果表明,静止单观测站虽不能获得目标的完全观测,但是在具有一定先验信息的情况下,伪线性估计算法也可以实现对目标轨迹的估计;双观测站可以获得对目标的完全观测,并且在观测方程严重非线性的情况下,无迹卡尔曼滤波方法的性能要优于扩展卡尔曼滤波方法.仿真结果对工程应用具有重要的参考价值.     

基于非线性最小二乘的双基地声纳定位优化算法

双基地声纳定位是一种重要的定位方法,采用优化算法来提高定位精度是其重要的研究内容。本文采用了将双基地声纳定位方程转化为非线性最小二乘(NLS)问题的技术方法,并后置最优化方法LMF算法,研究了基于多基地接收源的目标定位性能和定位精度的几何稀释(GDOP),给出了定位误差分布。通过数值仿真,研究了不同基线长度时双基地声纳的定位精度,并将NLS拟和算法的多接收源定位性能与纯时间估计定位性能进行了比较。研究表明,本文的基于多基地接收源的目标定位方法相对于纯时间估计定位方法提高了定位精度,特别是在相对短的基线(7.4 km基线长度)情况下,可提高30%的精度。该研究为最优化方法在水声定位中的应用提供了依据。     

水面舰艇编队使用拖曳线列阵声纳对潜搜索问题研究

拖曳线列阵声纳,具有良好的探测性能和隐蔽性,但是因其被动工作方式以及其他技术上的限制,舰首附近存在着一定角度的舰首盲区,针对该问题,分析了编队对潜搜索时弥补盲区的方法,提出了三舰编队弥补拖曳阵声纳舰首盲区的配置和使用方法,具有可操作性,可提高对潜搜索的搜索效率.     

双基地加权最小二乘估计算法定位精度研究

本文通过将双基地声呐中发射和接收站的测量数据进行融合处理,提出了基于加权最小二乘估计(WLS)的双基地声呐定位优化算法,给出了算法的原理和误差分布.通过数值仿真,研究了系统参数对算法定位精度的影响,给出了不同条件下定位误差的几何分布.并将该算法与单纯基于声波到达时间算法的定位性能进行了比较.仿真结果表明,双基地WLS算法充分利用了双基地系统的冗余信息,具有较高的定位精度.该研究为多基地声呐水下目标的探测、定位和跟踪提供了理论依据.     

Bistatic Sonar Localization Based on Best Linear Unbiased Estimation

A best linear unbiased estimation （BLUE） algorithm for bistatic sonar localization is proposed. The Cramer-Rao bound for bistatic Sonar and the geometrical dilution of precision （GDOP） in different conditions are given. The simulation results show that the location accuracy of BLUE algorithm is higher than the weighted least square method.     

声纳低截获技术方法与策略研究

根据声纳低截获因子方程,结合雷达与通信领域低截获经验和声纳自身特点,提出了低截获信号发射和双基地（多基地）两项低截获声纳技术的实现策略。并围绕空、时、频以及能量这4大要素,介绍了低频信号技术、大时间带宽积技术、复合频（码）制技术、随机或非线性体制技术以及时频捷变技术等5项低截获声纳信号设计方法,深入分析了LPI波形的特性,设计出了一些具有良好低截获性能的波形,并以降频梳状信号（几何comb）和非线性调频脉冲串信号（NLFM）为例进行了仿真验证。结果表明,通过这种信号设计方法设计出来的信号具有较强的抗截获性能。