小型化声多普勒计程仪船速测量性能分析

1引言 当前国内外水下自治潜器发展很快,声多普勒计程仪被大量用于水下潜器的导航定位,为了适应潜器在体积、重量以及能源方面的要求,声多普勒计程仪的小型化成为当前的一种趋势.     

改进灰色残差模型在航迹预测中的应用

为了提高航迹预测的准确度,加强对来袭目标的打击效果,提出一种改进灰色残差模型对目标航迹进行预测.该方法将灰色GM(1,1)模型与支持向量回归机相结合,通过对原始航迹数据建立灰色模型得到预测值以及残差序列,提出的改进残差模型运用支持向量回归机非线性拟合的能力对预测值进行修正,在一定程度上克服了GM(1,1)模型的缺陷,使模型预测结果的精度得以提升.分别使用灰色GM(1,1)模型、灰色残差GM(1,1)模型、改进灰色残差GM(1,1)模型3种方法对同一航迹进行预测并对预测的结果进行对比.计算结果表明:该改进模型在航迹数据变化较大的情况下能够较为精确地对航迹进行预测,有较高的理论和实用参考价值.     

相关时延估计误差对测频误差的影响

声学多普勒测速技术采用宽带编码信号进行多普勒频移估计时会产生测频误差,该误差来源主要分为两种：（1）宽带信号频谱不对称;（2）相关时延存在估计误差。文章主要讨论相关时延估计误差对测频误差的影响,分析了其产生的原因以及该误差对测频误差的影响。忽略相关函数简化误差以及滤波后频点不对称,推导得到由相关时延估计误差导致的测频误差的解析式。进行了仿真和湖试数据分析,不同频移下的测频误差与理论测频误差一致,不同填充系数下的实际测速误差与理论测频误差变化趋势相同。该对比结果验证了相关时延估计误差会对测频误差产生影响,证明了由相关时延估计误差导致的测频误差的解析式可信。     

一种分时工作的双路声呐发射机研制

针对自容式波浪声学多普勒流速剖面仪(Acoustic Doppler Current Profilers, ADCP)所需声呐发射机的设计要求,设计并实现了一种分时工作的双路声呐发射机。从工程实际需求出发,结合功率电路的理论、工作经验和设计方法,提出一种全新的分时工作的双路声呐发射机的设计方案,制作出样机,并进行了水池试验。实验结果表明,该分时工作的双路声呐发射机,所选择的发射机通道能准确地输出相应的发射电压,满足自容式波浪ADCP的需求。     

用于多普勒流速剖面仪测波浪的方向谱反演算法研究

为了取得声学多普勒流速剖面仪(ADCP)测量波浪的合理可靠的方向谱反演结果,该文对实用的几种基于仪器阵列的海浪方向谱反演算法进行理论上的性能分析并使用其处理ADCP波面高度数据(包括计算机仿真和实测数据)进行比较,结果表明贝叶斯法(BDM)的方向分辨率最高,最大似然法(MLM)的稳定性最强,扩展本征矢法(EEV)在波浪波长较大时能取得最明确尖锐的谱峰.因此MLM适用于波浪数据的实时处理,而对精度要求较高时可使用BDM.     

回波信号限幅对声学多普勒测速偏差的影响

声学多普勒测速设备常采用复协方差算法测量多普勒频移，当回波信号出现限幅时会产生频移测量偏差，进而导致测速偏差。文章基于复协方差算法分析了回波信号限幅引起多普勒测速偏差问题的原因，得出限幅后频移测量偏差随真实频移变化而呈现正弦振荡变化的规律，分别使用窄带和宽带发射信号完成回波限幅仿真计算。基于声学多普勒测速仿真器和海上试验完成了对声学多普勒测速设备回波限幅数据的采集，仿真和试验数据结果与理论分析结果一致。     

减小声呐发射机余振时长的方法研究

为了解决目前声呐发射机中余振衰减时间较长的问题,首先分析了余振产生的原因及可能有效减小余振衰减时间的方法,并采用实验的方式验证了减少变压器匝数、采用引线电感小的连接线及减小换能器内阻这三种方法的有效性。实验证明这三种方法均可在不同程度上减小声呐发射机的余振时长;采用减少变压器匝数和减小换能器内阻这两种方法,发射机的余振时长可明显减小。余振时长直接影响余振盲区,余振时长的减小为进一步提高多普勒测速仪的性能提供了可能。