单矢量水听器的高分辨方位估计应用研究

为了提高单矢量水听器的目标分辨能力,将MUSIC算法用于单矢量水听器方位估计。根据单矢量水听器的阵列流型特点,将子空间分解理论应用到单矢量水听器方位估计上,实现了单个矢量水听器的高分辨方位估计。根据应用中出现的问题,对算法进行改进。计算机仿真结果表明,在无需知道信号先验信息条件下,该算法依靠单个矢量水听器便可实现窄带信号和宽带信号的高分辨方位估计,而且在足够高的信噪比条件下,能够达到渐进无偏估计。湖试数据的处理结果验证了改进算法的有效性。  

界面反射对定位系统性能影响及应对策略研究

基于同步式水声定位系统的定位解算原理,分析了单阵元时延估计误差对系统定位精度的影响.结合水声信道特点,揭示了目标位于不同位置时直达声和海面一次反射声相位差的变化规律;探讨了界面反射对系统定位精度影响的物理机理;并利用"相消干涉"信号前后"边沿"的时延差等于发射信号长度这一信号叠加特征改进常规信号检测器的信号处理逻辑,以提高信号检测能力和时延估计精度,减小多途影响,改善水声定位系统性能.仿真结果验证了该方法的有效性.  

基于多级维纳滤波器的声矢量阵空间谱估计算法

针对传统的声矢量阵高分辨空间谱估计（来波方向估计）算法运算量大、不易于工程实现的问题，提出一种基于多级维纳滤波器(MSWF)的声矢量阵快速来波方向估计算法，即V-MSWF算法，选取声矢量阵参考阵元声压通道的输出作为期望信号，通过MSWF的递推运算得到信号子空间。通过计算机仿真及消声水池实验对V-MSWF算法的性能进行了验证。结果表明，V-MSWF算法无需计算阵列协方差矩阵及特征值分解运算，在高信噪比条件下，具有良好的来波方向估计性能。  

基于同态滤波技术的水下目标运动参数估计

针对测量平台空间有限条件下的近场目标运动分析问题，提出了一种基于浅海射线声学多途结构的单水听器水下目标运动分析(TMA)方法。通过构建匀速直线运动目标的三维多途时延模型，推导了以运动参数为变量的直达声和海面一次反射声时延差的非线性函数表达式；根据典型水声信道特征，推导了信道的倒谱表达式，进而利用同态滤波技术解卷积能力估计直达声和海面一次反射声时延差；结合Levenberg-Marquardt方法求解非线性方程的最优解；最后提出二次逼近校正方法，降低了实际水文条件对参数估计的影响。仿真结果证明了方法的正确性，参数估计精度满足实际应用需求。  

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。  

瞬时相关积分法及其在线谱检测中的应用

在Wigner-Vill变换的基础上,推导出一种线谱检测新方法———瞬时相关积分算法。文中阐述了瞬时积分法的基本原理,从理论上分析了在目标高速运动条件下该算法对线谱分量和噪声分量的影响,并且分析了该算法的处理增益,进行了仿真分析和湖上试验验证。试验结果表明瞬时积分相关算法能够有效地消除多普勒影响,消除交叉干扰项,可以广泛应用于对线谱信号的检测和估计。  

分布式水下导航、定位、通信一体化系统设计

设计了一套集导航、定位、无线电通信和水声遥控通信功能于一体的大型联合系统.利用试验船上的船载测距仪、海面的无线电遥控浮标、海底应答器阵、无线电基站和显控计算机组成的空间立体网络实现了对水下目标的导航、定位功能,具有三维测量能力;通过无线电通信和水声遥控通信相结合的方法,实现了对海底应答器的远程控制和管理,增大了系统的工作范围;提出一种实用有效的海底应答器阵位测量方法.文中主要介绍了系统的总体设计方案、导航定位原理、水声信号处理方法和试验结果.海上试验结果证明了系统的可行性和可靠性.