潜艇水声对抗及其发展趋势

潜艇水声对抗是潜艇积极防御作战的主要内容,实施水声对抗能够有效提高潜艇在作战中的生存能力。根据反潜装备和技术的发展,分析了现代潜艇水声对抗作战样式,并重点对未来潜艇水声对抗装备作战样式的发展趋势进行了研究。     

对抗条件下浮标基水声定位技术研究

浮标基定位系统利用水声侦察信号对待测目标进行定位时,时延测量精度是系统定位精度的关键因素。在非水声对抗条件下,传统的信号检测手段与分群开窗相结合的方法可以准确测得直达声信号时延并对待测目标精确定位,但在水声对抗情况下,由于对抗器材模拟回波的存在,传统方法的定位精度下降,甚至不能正确定位。针对这种情况,本文提出了一种基于时延匹配及信号多普勒的侦察信号辨识方法。理论分析与仿真结果证明,该方法有效可行。     

基于HLA的水声对抗仿真评估系统设计

介绍了高层体系结构HLA的主要特点、基本框架和组成,设计了符合HLA标准的水声对抗仿真评估系统的结构框架,给出了系统的主要仿真模型和仿真信息流程,为类似系统的设计开发提供了相应的技术参考。     

基于半实物仿真的水声对抗实现方法

对水声对抗技术如何与半实物仿真技术的结合和具体应用方法进行了研究,分析了半实物仿真的原理构建,数学模型的建立、仿真对抗平台的搭建以及对水声对抗效能评估的方法。     

水声对抗试验航路优化模型研究

根据水声对抗试验航路优化参数,利用运筹学中的优化方法确定试验航路优化策略,将鱼雷试验中的对抗问题归结为有约束的非线性规划的目标函数优化问题,并利用MATLAB的优化工具箱函数进行仿真计算,结果表明,利用该方法得出的结论与潜艇实际水声对抗作战的优化策略基本相符.     

潜艇水声对抗方案评估方法分析

潜艇水声对抗方案的评估指标有潜艇规避成功概率、电量、规避时间和水声对抗器材的发射储备比等。依据潜艇作战对象的不同,对潜艇不同的水声对抗方案评估指标进行了分析,结合多指标评估方法（包括字典序法、层次分析法、加权积法、TOPSIS法、ELECTRE-Ⅲ法、PROMETHEE法）以及集结排序方法（包括平均序法、Borda函数法和Dodgson函数法等）,总结了一种较可行的综合评估方法,并结合实例进行了仿真分析,得出与实际较为相符的结论,该方法为潜艇水声对抗方案的评估提供了一定的参考。     

基于多亮点模型的目标回波信号在水声对抗仿真系统中的应用

研究了水下目标回波信号多亮点模型的仿真实现问题，提出了一种能够满足水声对抗试验仿真系统实时性要求的目标亮点三参数求解方法，计算机仿真结果验证了文中所采用的理论模型的正确性和文中处理方法的有效性。     

水声对抗器材对抗鱼雷战斗使用效果评估

从潜艇作战的角度分析了影响水声对抗器材战斗使用效果的评估指标,在此基础上分别根据字典序法和改进的层次分析法给出了2种评估水声对抗器材战斗使用效果的方法,同时建立了水声对抗模型和仿真流程图,并依照这2种方法对2个实例进行评估,评估结果符合水声对抗作战一般规律,可为该领域提供一定参考.     

潜艇对抗自导鱼雷的试验航路优化模型研究

根据水声对抗试验航路优化参数，利用运筹学中的优化方法确定试验航路优化策略，将鱼雷试验中的对抗问题归结为有约束的非线性规划的目标函数优化问题，并利用MATLAB的优化工具箱函数进行仿真计算，结果表明，采用该方法得出的结论与潜艇实际水声对抗作战的优化策略基本相符。     

基于贝叶斯网络的水声对抗效能评估方法

水声对抗过程涉及因素众多,随着水声对抗系统向多样化、通用化、体系化的方向发展,对其作战效能的研究也越来越困难;为了更好地评估水声对抗系统的作战效能,提出了应用贝叶斯网络进行水声对抗效能评估的方法,深入分析了水声对抗过程各环节的影响因素,并给出了贝叶斯网络效能评估模型的结构和组成;依据贝叶斯网络的基本原理,建立了水声对抗效能的贝叶斯网络评估模型,并以水面舰对抗来袭鱼雷为例,给出了贝叶斯网络的建立过程和分析方法。     

基于特征匹配的复杂水声信号仿真模型验证方法

分析了复杂水声信号仿真的特殊性,针对性地研究了其仿真模型验证方法。按照考虑信号单一特征、全部特征的顺序,分别采用区间估计、信息融合方法分析仿真信号的一致性;通过估计仿真信号的一致性水平,提出了基于特征匹配的复杂水声信号仿真模型验证方法。在目标回波仿真中的应用表明,该方法对仿真验模有效且有助于提高了建模工作效率。     

双谱幂次水下检测空中高速运动声源方法

提出一种水下检测空中高速运动声源的方法。采用波数积分方法对空气中运动声源激发的水下声场进行建模,仿真分析了水下接收信号的时域波形。并利用信号的时频域临近连续性和高阶谱抑制高斯噪声的特点,以信号的双谱替换DFT得到双谱幂次检测器,利用该检测器在高斯背景下检测空中声源水下噪声。仿真和实测数据处理结果表明,所提出的方法切实可行。     

基于Volterra级数的自适应水声信号预测方法研究

背景噪声和混响干扰是声纳目标探测中的主要干扰源,如何有效地减小它们对声纳工作特性的影响一直是水声信号处理关注的焦点.利用Volterra级数理论,建立水声信号的非线性动力学模型,通过对水声信号的局部预测,实现对背景噪声的降噪和混响干扰的抑制.结合二阶Volterra自适应滤波器和基于奇异值分解的自适应滤波算法,分别采用直接法和迭代法完成了对水声信号的一步及多步预测.仿真结果表明,基于Volterra级数模型的水声信号迭代预测方法比直接法不仅具有更好的预测性能,而且还可以实现多步预测.     

基于灰色层次分析法的水声对抗系统效能评估

为解决水下信息模糊与数据缺失对水声对抗系统效能评估的影响,提出水声对抗系统效能灰色-层次分析评估方法,通过分析舰艇水声对抗的任务使命、结构和功能,对影响水声对抗系统效能的相关因素进行属性划分,建立水声对抗系统效能评估指标体系,给出评估不同对抗策略下对抗效果优劣的具体过程。仿真实例表明,该方法能够实现不同对抗策略下对抗效果的量化分析,为水声对抗策略的优化和使用效能的提高提供了参考依据。     

基于梅林变换的宽带水声信号处理研究

根据宽带水声信号的特点,提出了一种基于梅林变换的宽带模糊函数求解方法,研究了基于快速梅林变换算法的宽带信号处理。理论分析和仿真结果表明,对于宽带水声回波信号,该算法具有计算效率高、宽带模糊函数聚集性好等特点,具有一定的应用价值。     

单输入多输出水声信道的联合稀疏恢复估计

单输入多输出(SIMO)水声通信系统可利用空间分集获取性能增益,考虑到水声信道垂直相关半径通常大于SIMO接收阵的阵元间距,因此各个SIMO信道响应的多径稀疏结构具有较强的相关性。利用SIMO信道间存在的稀疏相关性,提出分布式压缩感知（CS）框架的SIMO水声信道联合稀疏恢复估计算法,与传统CS信道估计方法只利用信道自身稀疏性相比,联合稀疏恢复估计方法可进一步利用信道间多径结构的相关性提高稀疏重构性能。仿真和海试SIMO水声通信实验表明：与传统估计方法相比,利用多通道联合稀疏恢复可有效提高SIMO信道估计性能,特别是可获取较低信噪比条件下的性能改善。     

采用主分量分析的非合作水声通信信号调制识别

由于信道传输特性、信噪比低等因素的影响,非合作水声通信信号的调制识别极具挑战性。对信号功率谱、平方谱进行主分量分析,提取代表不同类型调制信号特有信息的主分量作为特征参数,从而降低特征参数维度、抑制噪声影响,并在此基础上设计一种基于人工神经网络的水声通信信号调制方式分类器。海上实录信号数据的识别实验结果表明了该方法的有效性。     

水下爆炸对被动声自导鱼雷的干扰机理及仿真

为了验证水声干扰子弹水下爆炸声信号对抗声自导鱼雷的效果,基于水下爆炸的声信号具有声源级高、覆盖频率宽的特点,建立了水声对抗数学模型,并应用数学优化方法,将对抗问题转化为非线性有约束的目标优化函数,得到了舰艇最佳规避角和干扰弹最佳落点位置,且发现最佳发射角度变化较小。仿真结果表明,水声干扰子弹在最佳发射条件下,能有效干扰声自导鱼雷。