舰船实时磁定位方法研究

实时利用舰船磁场通过曲线，以单一旋转椭球体磁场模型结构完成对运动舰船的磁场建模。利用遗传算法在线求解目标舰船的航速、位置，实现对目标舰船的实时定位。     

利用磁传感器阵列磁场差值的舰船磁场反演建模方法

为抑制地磁场变化、人工设施磁干扰等磁场环境噪声干扰的影响,提出一种利用磁传感器阵列磁场差值的舰船磁场反演建模方法.对于每个测量时刻分别给出磁传感器阵列中各个磁传感器间磁场差值的计算公式,采用三维舰船磁单极子阵列模型构建利用磁场差值进行舰船磁源反演的线性方程组,基于正则化技术求解得到舰船反演磁源模型.通过典型虚拟舰船磁场...     

基于遗传算法的水面目标识别

目前,新式扫雷具能够精确地模拟舰船磁场信号,使得当前水雷仅依靠磁场时间波形信息,进行识别的难度加大。由于舰船磁场和扫雷具磁场的产生方式有很大区别,可以利用两者的差异,选取各方向磁矩作为特征量,建立相应的目标识别模型,提出一种新的抗扫方法。最后,采用遗传算法作为识别算法,对舰船和扫雷具信号进行识别,得到了满意的结果。     

加权模糊聚类运用于舰船磁场分类的研究

对加权模糊聚类算法进行研究,将它运用到对舰船磁场数据的模糊分类中来,在实现对舰船分类的同时,能够对数据中的磁场突变点进行识别和磁场数据对聚类的贡献程度进行排序,为舰船磁场分类和特征提取提供参考。对算法中的参数进行了研究,给出了合理的建议。     

测磁传感器数据计算及可视化研究

为增强舰船的磁性防御能力需要定时对其进行消磁处理,这就要求技术人员在舰船消磁工程中准确,迅速地分析测磁传感器数据。该文模拟点阵式大平面法采集的测磁传感器数据,依照舰船磁场的磁偶极子阵列数学模型实现磁场数据的深度换算;将空间点阵式的磁偶极子阵列模型数据转化为2D数组数据,进行模型的空间面显示;利用磁场-灰度映射关系实现模型的4D可视化描述,为优化舰船磁场模型提供了准确且直观的依据;通过对测量面和换算面磁场数据的可视化描述,绘制其3D视图、等强线图和剖面图,为消磁技术人员监控测磁传感器工作和进行消磁电流决策,消磁效果评价提供了有力依据。     

正则化技术在舰船磁场建模逆问题中的应用

舰船钢材磁化历史的未知性决定着其磁场建模通常只能采用逆问题的计算思路,而逆问题模型的病态性给其求解带来了较大困难。针对上述难题,从舰船磁场建模逆问题的特点出发,分析了影响准确求解舰船磁场建模逆问题的因素。为减小舰船磁场逆问题病态性对建模结果的影响,采用截断奇异值分解方法和Tikhonov正则化方法进行求解。舰船磁场深度推算仿真算例表明,正则化方法可有效提高舰船磁场建模逆问题的计算精度和稳定性。     

电场抑制与磁场防护的共性技术研究

为提高舰船电场特征信号的探测水平并研究科学的舰船电场防护方法,系统研究了电场和磁场产生机理的共性特点,分析了磁、电场对战斗力影响的共同点,研究了磁、电场分析理论的相通之处;分析发现舰船磁场和电场的分析方法和为抑制舰船磁场或电场而采用防护策略也很相似;研究表明舰:船磁场和电场的防护技术是相通的,可以互相借鉴相似的研究方法,利用相同的研究和实验资源,互相促进,共同研究。     

利用水压场与磁场估计舰船速度和横距

本文从水压场与磁场相关的角度，来揭示舰船物理场之间的联系，并由此提出一种估计舰船速度和横距的算法。     

舰船单磁偶极子模型适用性研究

针对舰船磁场单磁偶极子模型应用时,单磁偶极子适用范围不明确性的问题,首先利用公式推导出远距离单磁偶极子模型的有效性,然后利用阵列模型计算的数据近似为舰船真实数据,通过考察等效磁矩收敛性和深度换算相对误差的方法研究单磁偶极子模型适用范围。对3种尺寸舰船目标模型进行试验分析,得出了当距离大于2.5倍舰船物理尺寸处,单磁偶极子有较高的模型拟合度,为舰船目标磁偶极子模型应用提供了依据。     

基于舰船矢量磁场的舰船分类方法

从扫雷作战的角度出发,首先采用遗传算法计算出模拟不同舰船磁场的扫雷具磁矩大小,然后根据磁矩之间的相关系数对不同舰船进行分类。以不同船模磁场数据进行验证,证明该方法能迅速、合理地对舰船进行分类,同时得出扫雷具磁矩设定的大小。     

舰船消磁绕组磁特征数值计算与验证研究

作为商业有限元电磁分析软件的替代,基于磁矩量法、多层自适应交叉近似法和GPU并行计算技术的舰船磁场分析软件MagShip已成功用于舰船磁特征仿真建模。但对舰载消磁线圈磁特征进行数值分析时,需要对临近舰载消磁线圈的船体结构精细划分网格单元。MagShip软件用于这种大规模磁场建模问题时,会存在计算结果不稳定或失真。为了解决这个问题,对MagShip软件进行了改进,使其适合用于舰载消磁线圈磁场特征建模,采取的改进措施包括：采用场单元上的耦合系数多点平均值作为相互临近单元的耦合系数;对临近消磁电缆的铁磁区域进行剖分单元加密;将消磁电缆作用在其临近单元上的磁化磁场多点平均值作为磁化磁场有效值。采用改进后的MagShip软件对于薄铁磁球壳内部和外部线圈、典型舰载消磁线圈等典型算例进行了磁特征建模分析,并与商业有限元软件COMSOL Multiphysics的计算结果进行了对比,发现二者差别约为1%. 表明所提方法是有效的,能够用于舰载消磁线圈磁特征建模仿真的实用化。     

舰船全磁场数据融合的炸点精确选择

介绍了一种鱼雷磁引信炸点精确选择技术,即基于舰船全磁场的三个分量,利用神经网络将三分量数据进行序贯融合处理,从而进行了对舰船龙骨部位（鱼雷引信炸点）的精确选择,文中给出了处理方法及检验结果,分析了提高网络推广性能的措施,并与常归特征提取的炸点选择精度进行了比较。     

舰船地磁独立导航系统

针对常用地球主磁场模型误差较大的问题,用描述小尺度区域下地壳异常场的矩谐模型代替,设计一种舰船地磁独立导航系统。将水面舰船的运动方程与矩谐模型表示的观测方程结合起来,构成独立导航系统。同时为了避免引入截断误差,采用无迹卡尔曼滤波算法。仿真结果显示:该导航系统有足够高的精度,位置误差不超过2 m,可以作为一种独立的导航方式使用。     

舰船地震波传播机理及其在水雷引信中的应用研究

为了给舰船地震波在水雷引信中的应用提供理论依据,基于波动理论推导了两层半无限海洋环境中舰船地震波的激发机理和质点的运动规律,获取了舰船地震波的传播特性。理论分析结果表明：舰船地震波的波动成分有Scholte波和简正波,都存在低频截止和频散现象,当频率增加到一定值后,频散现象消失,且质点的运动轨迹为椭圆;Scholte波的质点振幅离开海底迅速衰减,其能量主要集中在一个波长深度内,并且其横向衰减慢。应用高阶交错网格有限差分法数值模拟了舰船地震波的传播过程,给出了场量的波场快照和时域波形,数值模拟结果验证了理论推导结论。开展了湖试试验,给出了湖底地震波信号的时频分布特性,分析了舰船地震波作为水雷引信接收物理场的可行性。     

航速对舰船气泡尾流几何特性的影响

为了了解航速对舰船气泡尾流几何特性的影响,探索不同尺度的气泡在尾流中的作用规律,为气泡尾流的声探测以及鱼雷的尾流自导提供理论依据,该文采用抛物化的雷诺平均纳维斯托克斯（PRaNS）方程、气泡输运方程及k-ε两方程湍流模式,对2类典型船型的远场气泡尾流场进行了建模与分析,数值估算了舰船尾流中气泡数密度的分布特征,比较了不同航速下气泡尾流几何特性的差异,并与实测结果进行了比较,二者吻合得较好。计算结果表明,航速对气泡尾流的几何分布形状影响不大,但对尾流中气泡浓度的大小影响明显。航速越大,相同尾龄时的气泡数密度也越大,尾流特征越明显;在尾流不同尺度的气泡中,半径10μm的气泡尾流浮升角最大;半径52μm的气泡尾流浮升角最小,半径30~50μm的气泡存活时间最长,所以对气泡尾流的探测应以半径30~50μm的气泡为主。     

声强向量法与时延估计法共用同一基阵实现舰船体积目标定向

提出一种非典型形式的声强向量阵一不等间距的空间十字阵,它由空间正交、间距可调的4个声基元组成,便于工程应用;并提出在同一个空间十字阵上联合使用声强向量法和时延估计法对舰船体积目标3亮点部位定向的方法。舰船中部、中后部辐射的低频声源用声强向量法定向;尾部辐射的高频声源用时延估计法定向,共用同一基阵。利用实测的舰船辐射噪声数据进行了计算机仿真以及在半消声室中进行了定向实验,实验结果证明：该方法对体积目标各部位的定向精度达到工程应用的要求,能够对这3个部位进行有效的分辨。     

基于小波能量谱的舰船辐射噪声分类特性分析

根据舰船辐射噪声的“三亮点”模型,采用小波变换,以不同的频率分辨率获取舰船辐射噪声信号相应3个不同频带的小波能量谱,然后计算小波能量谱突变项的五水平聚点,据此选取能量谱突变性显著的频段,最后对各能量谱聚点作聚类分析实现特征压缩并确定特征量。在舰船声场通过特性研究中的应用表明,该方法具有识别与分类准确率高的特点。     

具有舰艇“声纹”标志的水中目标敌我识别方法

为了在海战中提高水中兵器敌我识别(IFF)的能力,提出了一种具有舰艇"声纹"标志的水中目标IFF方法。该方法将约定的秘密信息进行纠错编码后,采用混沌序列跳频(FH)图案的快FH技术,以实现第1级信息隐匿;以舰艇噪声的主要频带选取FH的工作频带,FH信号不但将舰艇噪声作为其掩护信息,而且其频谱在较短的时间内为线谱,以实现第2级信息隐匿,形成"声纹"标志。在作战所需的时空范围内,依据该"声纹"标志识别我方目标。仿真分析表明:在多径及强舰艇噪声为干扰的背景下,当SIR=-10dB,SNR-4dB时,该方法对FH信号的误比特率小于10-6,3km距离的水库试验结果为均能正确IFF.该IFF方法不但简单灵活、识别速度快、准确性高,而且还具有隐蔽性好、抗截获能力强的特点。     

模拟舰船磁场的两轴磁体设计研究

为提升磁体模拟舰船磁场的相似性、提高舰船磁场模拟的效率，提出一种两轴磁体的设计方法。在同一个磁芯上同时绕制两种形式的线圈，并分别通入独立的电流，用以产生两个相互独立的垂直方向磁场，同时模拟舰船磁场的多个分量，从而模拟整个舰船磁场。按照现有约束条件确定两轴磁体的材料、尺寸、线圈绕组圈数等设计参数，并按10∶1的比例制作缩比磁体模型，对磁体模型的磁场进行实验室测量。测量结果表明，采用基于双绕组、单磁芯的两轴磁体可有效模拟舰船磁场的多方向特征。