声诱饵回波模拟器仿真研究

随着水声技术的发展，水下武器对抗也日趋复杂。能够模拟目标回波的主动式声诱饵的出现，为对抗主动自导鱼雷及主动声纳提供了非常重要的帮助。着重对声诱饵的回波模拟器的作用机理进行了分析，然后给出了脉冲宽度、多普勒频移、时延与展宽、目标强度：最大回波强度等回波特征参数的估计方法，并对可以同时对抗声自导鱼雷和主动声纳的某声诱饵回波模拟器进行了仿真研究，并给出了仿真结果，对水声对抗技术研究有着重要的参考价值。     

潜艇自航式声诱饵发射方向的仿真研究

如何在实战中更快更好地确定声诱饵的可行发射方向是该文的研究目的.由于被动声自导鱼雷采用能量检测来探测目标,首先建立被动声自导鱼雷检测模型,仿真分析了鱼雷对不同航速的潜艇和模拟潜艇噪声的声诱饵的发现概率及声自导作用距离,然后建立声诱饵对抗干扰模型,通过数学仿真分析研究了声诱饵朝水下空间各个方向发射时所产生的对抗效果,并得到了不同鱼雷报警舷角下声诱饵的可行发射区域以及最不利发射方向角.研究结果是对声诱饵作战使用方法研究的深入.     

声诱饵仿真评估系统的研究和应用

水声对抗过程中使用声诱饵对鱼雷进行软杀伤是一个重要的阶段,计算机仿真对声诱饵型号的研制有重要的促进作用。该文立足于服务型号研制,构建了一个基于DIS的声诱饵仿真系统,其中包括鱼雷、海洋声信道和声诱饵等声节点,以及导演台、网络通信和终端演示等必要的支撑。该系统将目标定位于声诱饵诱骗鱼雷的对抗阶段。文章详细描述了系统的实现过程及其评估功能。     

水声对抗仿真系统中鱼雷仿真研究

鱼雷仿真是水声对抗仿真系统中作为攻击方的重要组成模块,其性能对整个仿真系统有着直接的影响.该文结合水声对抗仿真系统的研究,描述了其中鱼雷仿真的实现过程及其中的关键技术,包括鱼雷自导系统仿真、鱼雷弹道仿真等具体内容.     

潜艇机动对鱼雷捕获概率影响的仿真研究

潜艇速度、深度与航向的变化,会引起潜艇辐射噪声声源级和目标反射强度的变化,从而将改变声自导鱼雷对潜艇的被动或主动自导作用距离.该文根据声纳方程以及鱼雷目标的能量检测模型,仿真分析了潜艇以不同速度航行时被被动自导鱼雷发现的概率、相同检测概率下不同舷角上鱼雷主动自导发现潜艇的距离及不同深度上被动自导鱼雷发现以相同速度航行的潜艇的概率.该文对研究水声对抗中潜艇的机动决策以及对研究自航式声诱饵的使用问题具有重要参考价值.     

水声对抗仿真系统研究的新思路及其应用

结合水声对抗系统的建设,我们进行了水声对抗仿真系统的研究。根据先期研制声诱饵仿真系统的经验教训,紧扣仿真的实质,提出了水声对抗仿真系统研究中采用的一些新思路,其中包括仿真合成环境、信号处理异地化以及信道变化律等。文章详细描述了它们的内容和应用思路,并分析了它们的合理性。     

水声对抗仿真系统中评估方案和准则研究

水声对抗仿真评估系统在实验室条件下模拟舰艇和来袭鱼雷的对抗过程.其中,对对抗双方来讲,对抗的效果都是一个需要关注的问题.因此,有效评价对抗效果就成为仿真系统中一个重要的研究方面.该文研究了水声对抗仿真系统中适合的对抗效果评估指标和方案.     

鱼雷作战仿真系统中HLA接口规范研究

为了提高鱼雷分布交互仿真系统联邦的可重用性,增强各仿真部位和控制部位的互操作性,构造更为合理的体系结构,针对现代海战复杂对抗条件下的鱼雷对抗弹道设计和水声对抗效果检验,基于HLA(高层体系结构)机制,结合HLA接口规范所提供的服务.重点研究鱼雷分布交互仿真系统联邦中的HLA接口规范.     

水声多诱饵对抗环境鱼雷导引方法

针对声诱饵对抗环境下,鱼雷常规的弹道导引方法难以兼顾对多个目标进行识别与打击要求,提出了多诱饵环境鱼雷导引方法基本框架,并基于人工势场提出多目标导引方法.该方法把目标似真概率和导引方向结合起来,使各目标在准确度未确定情况下对弹道的影响作用均能得以体现.首先依据各目标的概率确定牵引目标并计算出牵引关注度;进而,改进人工势场法的排斥因素,提出了吸引关注度概念,计算其他目标的吸引关注度及导引关注度;最后在机动能力限定下确定出鱼雷的角速度.静态靶桩仿真和运动目标仿真实验结果表明,该方法在保证对似真概率最大的目标进行打击的同时,能尽可能兼顾对多目标的探测识别,能显著提高水声多诱饵环境下目标打击的准确性.     

水声对抗器材建模与仿真实现

目前对水声对抗器材的研究往往模型单一、可重用性差,且不易扩展,该文针对水声对抗器材性能研究和评估的需要,设计、研制了水声对抗器材仿真系统,建立了对抗器材主动声学、被动声学和运动学的一体化仿真模型,开发了基于模块化、层次化设计思想的系统仿真软件,并给出了仿真系统具体的仿真结果和应用实例。该仿真系统不仅可以对水声对抗器材本身进行实验室条件下的仿真和性能研究,还可对湖试、海试的试验方案进行设计和优选,为水声对抗器材的型号研制和战术使用提供技术参考。     

基于神经网络方法的水声信号预测

由于海洋环境的复杂性和水声信道复杂的时变、空变特性，使得舰船辐射噪声是一种非平稳、非高斯过程。如能提前预测敌方舰船的辐射噪声，并有效地对敌进行水下对抗，先敌使用武器攻击，是克敌制胜的前提，也是我海军目前各型潜艇和水面舰艇急需解决的关键技术。文章根据水声信号的特点建立了预测模型和网络结构参数的设计。并分别采用BP神经网络和RBF神经网络对仿真信号和实际舰船水声信号进行预测。结果表明，利用神经网络预测水声信号达到了一定的效果，为今后进一步开展水声信号预测研究奠定了基础。     

复合材料结构水下振动噪声仿真研究

开展复合材料夹芯板的损耗特性测试试验,获得了复合材料夹芯板结构内损耗因子,并以此作为数值计算的基础参数输入;采用声固耦合有限元分析法,对水下航行器上层建筑采用复合材料夹芯板后的振动声辐射特性进行分析;探索了壳板厚度参数对水下航行器上层建筑振动声辐射特性的影响规律,提出了复合材料上层建筑结构声学优化设计方案,旨在为上层建筑结构声学设计提供参考.     

水下无线传感器网络信道研究

水下无线传感器网络通信信道是一种环境噪声高、传播时延长、误比特率高、多径干扰、多普勒效应严重的时、频、空变复杂的随机信道。水下声信道的复杂性和多变性严重限制了水下声通信的性能。本文使用Matlab软件研究、仿真分析了上述因素对水下无线传感器网络通信性能的影响,为更好地设计无线传感器网络信道模型、合理的水下无线传感器网络拓扑结构以及低功耗、高性能的路由协议提供一定的参考依据。     

面向水下声场计算的PC集群构建

水下声场计算复杂,计算量大,目前的模型难以满足在水下战场环境仿真中对声场的实时性的要求.计算机技术的发展,特别是高性能集群的出现,为解决此问题提供了一种可行的方法.文中首先介绍了如何将单PC机通过以太网连接起来,构建实验环境下的用于水下声场计算的PC集群,然后给出了在此系统上运行水平不变声道中WKBZ简正波并行计算方法及FOR3D模型的并行方法的结果.实验结果表明,此系统能够可以为水下声场计算提供一个很好的并行环境,集群系统在水下声场及其相关领域必将有很大的应用空间.     

Protocol design issues in underwater acoustic networks

In this paper we discuss issues related to the design of underwater acoustic network protocols which are tailored around, and leverage on, the differences between underwater acoustics and terrestrial radio. These differences span physical propagation and energy consumption, and influence the design of medium access control, routing and topology management.By first reviewing a simple model for underwater sound propagation and hardware energy consumption, we introduce a set of solutions which explicitly account for, or make use of, the longer propagation delays of acoustic waves in the water with respect to radio waves in the air, and the different ratio between transmit and receive energy consumption offered by underwater transducers. These protocols deal with the problems of efficiently scheduling transmissions in a fixed 3D deployment, of optimizing the use of energy by choosing the best mechanisms for topology management, and of choosing the best hop length over a multihop path.We then review some more realistic underwater sound propagation behaviors, and detail their consequences on the simulation of MAC protocols for underwater networks. Finally, we briefly discuss the currently available underwater communications hardware (including both commercial and research modems) and comment on which paradigms are currently realizable, with special regard to those requiring the adaptability of transmit power and frequency.     

光纤水听器传感技术及应用

光纤水听器是在传统的水听器的基础上,从一个全新的光纤技术出发,实现传统的水声传感和声纳数据传输一体化,从而改善声纳系统的可靠性,并且降低其制造、使用和维护的总成本的新型水听器.文章简要介绍了光纤水听器的工作原理和结构,包括干涉型光纤水听器、强度型光纤水听器、光纤光栅水听器等三种.详细地对它们在国内外的发展以及应用方面进行了介绍.     

WKBZ简正波模型混合并行计算方法研究

针对水声传播模型的计算量大,难以满足实时化、精细化水下声传播信息保障需求的难题,基于MPI+OpenMP混合并行编程方法,开展了WKBZ简正波模型混合并行计算方法研究,实现了水下声场2级混合并行计算。该方法通过节点间消息传递、节点内内存共享的方式,有效克服了MPI并行编程模型通信开销大和OpenMP并行编程环境可扩展性差的缺点,较好地解决了水下声传播快速计算的问题。测试结果表明,该方法能够较好地利用SMP集群节点间和节点内多级并行机制,充分发挥消息传递编程模型和共享内存编程模型各自的优势,大幅降低MPI进程间通信带来的时间开销,有效提升程序的可扩展性和并行效率。