运动声阵列自适应交互多模型无迹粒子滤波

为了提高三维运动声阵列在有色噪声环境中对二维机动目标的跟踪精度,提出了一种基于测量残差的自适应交互多模型无迹粒子滤波算法。该算法建立了三维运动声阵列跟踪系统动态模型,通过无迹变换(unscented transformation,UT)构造初始粒子概率分布函数,利用测量残差及自适应因子实时修正测量协方差和状态协方差;通过不同算法仿真对比,验证了文中算法在跟踪精度、稳定性及实时性上的有效性。     

无线传感器网络中四元无线声阵列节点选择及目标定位算法

低成本、小型化的无线声传感器网络（WASN）的每个节点只配备一个麦克风而非麦克风阵列,针对随机抛撒的WASN区域外声源目标定位问题,依据声压衰减模型和几何定位机制,提出了四节点无线声阵列声源定位算法。在此基础上分析了声音衰减系数和阵列形状对定位精度的影响,进而选择以Y型阵列作为感知模型,当Y型阵列的中轴线与目标声源的夹角为60°～100°时,定位误差小于1 m. 依据仿真结果提出节点选择算法并进行了Y型阵列目标定位实验,结果表明,Y型无线声传感器阵列满足对无线传感器网络（WSN）抛撒区域外50 m处目标的预警需求。低成本、小型化的无线声传感器网络（WASN）的每个节点只配备一个麦克风而非麦克风阵列,针对随机抛撒的WASN区域外声源目标定位问题,依据声压衰减模型和几何定位机制,提出了四节点无线声阵列声源定位算法。在此基础上分析了声音衰减系数和阵列形状对定位精度的影响,进而选择以Y型阵列作为感知模型,当Y型阵列的中轴线与目标声源的夹角为60°～100°时,定位误差小于1 m. 依据仿真结果提出节点选择算法并进行了Y型阵列目标定位实验,结果表明,Y型无线声传感器阵列满足对无线传感器网络（WSN）抛撒区域外50 m处目标的预警需求。     

基于旋转反射镜光学成像的动态目标跟踪方法

为完善军事靶场实验中精准获得动态目标参数,针对现有目标跟踪方法无法快速跟踪高速运动目标的问题,提出了一种基于反射镜光学成像的动态目标跟踪方法。利用光反射原理,采用高速相机与反射镜结合的方式采集动态目标的多图像信息,建立目标运动数学模型;依据反射镜角度偏移量,研究反射镜转动参数与目标运动参数的匹配关系;采用嵌入式控制器、反射镜、光学相机等搭建系统硬件平台,并结合目标运动数学模型和图像处理算法,实现目标跟踪系统多参量的调控与优化。系统测试结果表明,在变速运动状态下所建立的目标跟踪模型能够获得清晰的目标图像,达到了跟踪的目的。     

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。     

PD雷达导引头信息关联抗自卫式欺骗干扰技术

提出一种PD雷达导引头信息处理抗干扰技术,利用回波多维信息(距离、速度、角度、幅度)以及多帧信号之间的相关性,通过数据关联、多点迹建立、点迹特征提取、目标/干扰识别等过程实现复杂欺骗干扰背景下目标检测、跟踪和精确打击目的。     

基于概率假设密度滤波与无迹Kalman滤波的多目标跟踪与识别

为提高导引头末制导阶段抗干扰能力,针对典型的欺骗式距离-速度联合拖引干扰模型,研究了基于概率假设密度（PHD）滤波的多目标跟踪与基于无迹Kalman滤波（UKF）的多目标识别技术。为说明导引头目标识别原理,给出了距离-速度联合拖引干扰模型;根据导引头测量原理,通过导引头框架角、导弹-目标相对距离、径向速度建立系统跟踪模型,给出了基于PHD滤波的多目标跟踪与基于UKF的多目标识别的基本原理;基于典型的目标运动模型（匀速直线与匀速转弯模型）,针对目标施加的4次距离-速度联合拖引干扰,采用目标跟踪结果以及估计的目标速度和加速度信息进行多目标跟踪与识别分析,能够很快实现真假目标识别。仿真实验结果表明,利用PHD滤波与UKF信息能够有效实现对距离-速度拖引干扰下的多目标跟踪与识别。     

一种新型位标器的目标跟踪算法研究

为提高导弹位标器快速跟踪能力,提出一种以球面并联机构为稳定平台的新型位标器,研究其完整跟踪过程模型和算法。基于插值多项式建立了目标运动预测模型。基于向量几何法建立了位标器跟踪过程的电机运动求解模型,讨论了干扰振幅和频率对跟踪算法的影响。算例分析验证了新型位标器目标跟踪算法的有效性。该跟踪算法可满足实际情况下新型位标器的目标跟踪需要。     

非合作浅海声源精确定位方法研究

为了实现浅海目标声源深度及多途条件下虚源深度的测量,通过分析理想信道与多途信道下聚焦波束形成声图法在源深度测量方面的机理,提出噪声源正横时能量最大深度测量法,并根据多途条件下声源真实位置与虚源位置的对称关系,实现水平直线阵布放深度的测量。文中利用理论仿真与实验数据相结合的方法,分析了不同条件下目标声源深度测量的准确性,并给出了目标声源精确定位结果。     

多传感器多目标被动跟踪的“鬼点”形成条件

为探究多传感器多目标被动跟踪场景下“鬼点”的形成机理,采用一种集合分析方法,将各角度测量定义为不同的点集,将目标点定义为点集的交,建立多传感多目标被动跟踪问题的数学建模,基于该模型分析得到三类典型跟踪场景下定位到“鬼点”所需几何条件。理论分析表明,传感器观测基线长度、分布特征以及传感器个数是影响“鬼点”生成概率的重要因素。设置3组仿真实验,进一步验证了上述因素对“鬼点”跟踪概率的实际影响。研究结果表明,在求解被动跟踪问题时,适当减小传感器观测基线长度、提高传感器网络相对目标团的空间布局复杂度以及增加传感器数目均能起到一定的抑制“鬼点”作用。     

跟踪雷达干扰技术综述

在介绍跟踪雷达干扰技术研究现状的同时,对与之密不可分的跟踪雷达系统和干扰评估效果两个方面的研究现状进行了概述;从压制干扰和欺骗干扰两个方面,对当前典型的跟踪雷达干扰样式进行了介绍,分析、归纳和总结了跟踪雷达干扰技术状况和发展趋势;为进一步实现对跟踪雷达的有效干扰,跟踪雷达干扰技术必然向欺骗干扰、相干干扰、多点源角度欺骗以及复合干扰的方向发展.     

五元十字阵被动声定位算法及其性能研究

四元十字阵的测向和测距精度受目标方位角的影响，而五元十字阵就可以克服这一缺点。文中研究了基于五元十字阵的低空目标被动声定位算法及其性能。分别就目标测向和测距的精度进行了理论分析和计算．讨论了阵列尺寸和时延估计等诸因素对五元十字阵定位性能的影响。对空中运动目标被动声定位的实际工程应用有重要的参考意义。     

Pekeris波导中矢量水听器定向性能分析

推导并分析了Pekeris波导中单频点源在远场条件下的复声强。研究结果表明,在Pekeris波导中,每号筒正波模式对应的瞬时声强是2幅值相等、原点处相位差为兀的上下行平面波在介质空间中传播形成的瞬时能量分布;各号简正波的相互干涉作用使得水平方向上同时存在有功声强和无功声强;垂直方向上,各号筒正波自身存在声能流对消现象,但彼此的相互干涉作用导致有功声强不为零。单个三维矢量水听器在Pekeris波导中利用平均声强法无法确定辐射连续单频信号的点源俯仰角。最后通过声场计算程序进行仿真。     

潜艇平行航向齐射两枚鱼雷时相对目标方位开角研究

舰艇对潜艇平行航向齐射两枚鱼雷的方位分辨能力对水声对抗指挥决策具有重要影响。在研究潜射自导鱼雷平行航向齐射组织方法的基础上,建立了潜艇齐射两枚鱼雷相对舰艇目标方位开角的数学模型,对不同对抗态势和战术条件下齐射两枚鱼雷相对舰艇开角大小及其影响因素进行了计算分析。结果表明：齐射两枚鱼雷相对目标方位开角与来袭鱼雷报警距离、鱼雷的齐射时间间隔、优化系数、鱼雷的自导性能等因素有关,在通常的战术条件下齐射两枚鱼雷相对目标的方位开角在3°~7°之间,现有舰艇声纳难以准确分辨出齐射的两枚鱼雷,通常只能按一批鱼雷目标进行报警和对抗。     

垂直矢量阵声图被动定位技术研究

在近场条件下,应用垂直矢量阵声图被动定位技术,能有效地抑制海洋多途影响,测定目标距离。由于垂直声压阵的自身指向性问题,无法测定目标方位,故讨论了垂直矢量阵的声图被动定位方法,利用矢量阵的指向性优势来获得声图测量的精确被动定位结果。仿真对比分析了水平阵与垂直矢量阵在多途条件的声图测量效果,此外,给出了单双目标2种情况下的垂直阵声图测量结果。研究发现:垂直阵声图测量由于物理优势比水平阵具有更好的抗多途性能,采用矢量阵可以克服声压阵的指向性缺陷测定目标方位,因而在多途海洋环境中利用垂直矢量阵进行近场目标被动定位具有可行性。     

一种声矢量阵最小方差无畸变方位估计算法

针对声矢量阵最小方差无畸变（AVAMVDR）算法,综合考虑角度分辨与单边指向特性,提出一种改进的AVAMVDR（IAVAMVDR）方位估计算法。从空间功率与子空间分解两方面分析了传统AVAMVDR算法特性;利用解析振速与声压-振速抑制各向同性噪声能力,介绍两种协方差矩阵构造方法,并在此基础上实现目标方位估计。理论分析表明, IAVAMVDR算法有效减小了信号子空间影响,使得主瓣更窄、旁瓣更低,并具有一定的抗左右舷模糊能力;仿真与实测数据均证明了该算法的有效性。     

基于改进Huber估计的水下尺度目标参数估计

尺度目标参数是水下声自导武器近程进行弹道机动和垂直命中攻击的关键参数,有效估计尺度目标的特征参数对保证水下声自导武器作战毁伤效果至关重要.本文利用水下声自导武器检测得到的尺度目标多亮点信息对目标尺度参数进行估计,然而目标不同反射部位的反射能力不同,对应的多亮点检测信噪比存在差异,直接利用最小二乘拟合进行尺度参数估计可能会造成较大的估计误差.基于Huber稳健M估计原理,通过分析对Huber估计进行了改进,该方法利用亮点强度和拟合误差计算迭代拟合权值矩阵,通过拟合误差剔除可能存在的干扰亮点,能对目标长度、走向角、等效点进行有效估计.仿真分析和实航试验结果均表明,该方法具有稳健的收敛性能,能有效剔除干扰点,具有较强的抗干扰能力和较高的参数估计精度.     

兵器实验场炮弹爆炸点被动声定位系统的技术研究及误差分析

文中设计了一种六元十字阵被动声定位系统，该系统可以实现对空中及地面目标的被动声定位。讨论了阵列元间距、时间测量精度等因素对定位性能的影响，并进行了仿真。仿真结果表明．该系统消除了目标方位变化对测距和测向精度的影响，具有较好的测距和测向能力。     

基于最小二乘估计的声矢量阵稳健波束形成

针对存在导向矢量失配和快拍数不足时,声矢量阵标准Capon波束形成器性能急剧下降的问题,提出了一种基于最小二乘估计的声矢量阵稳健波束形成算法。鉴于声矢量阵声压通道和振速通道的导向矢量误差来源不同,分别为声矢量阵声压通道和振速通道设计了广义旁瓣对消器;利用最差性能最优化的思想,将声矢量阵标准Capon波束形成器转化为稳健最小二乘估计问题;利用二阶锥规划求解。仿真分析表明,该算法在抗导向矢量失配、快拍数不足、阵元姿态误差方面均有良好的性能。