某海域潜艇规避声纳浮标航行深度选择

分析了被声纳浮标跟踪时潜艇所在的深度范围及主动声纳浮标在垂直方向上的探测范围．计算表明,声纳浮标垂直探测范围可覆盖潜艇工作深度．通过分析某海域水文条件和潜艇航行深度,对潜艇利用盲区规避声纳浮标探测的影响,指出潜艇在此海域内活动,应利用存在的声跃层,选择较小的规避深度,增大潜艇在浮标探测盲区内的航行时间,以规避主动声纳浮标的探测．     

AUV前视声纳模拟及避障研究

基于软件平台MultiGen Creator和Vega,在虚拟环境下模拟自主水下航行器的避障过程,在HP工作站上开发了自主水下航行器避障视景仿真系统,提出了一种前视声纳的仿真方法,利用Vega提供的碰撞矢量函数和自定义的Volume碰撞方式,模拟前视声纳的功能,并利用声纳所测得障碍物的数据实现了虚拟环境下自主水下航行器的避障。仿真结果表明,该视景仿真能够使仿真系统更加逼真和接近于实际情况,并且满足系统仿真的实时性要求。     

虚拟环境下自主水下航行器的避障研究

为了在虚拟环境下模拟自主水下航行器的水平面避障过程,基于软件平台MultiGen Creator和Vega,在HP工作站上开发了自主水下航行器避障视景仿真系统。提出了一种前视声纳的仿真方法,利用Vega提供的碰撞矢量函数和自定义的Volume碰撞方式,模拟前视声纳的功能,并根据声纳所测得的障碍物相对于自主水下航行器的位置关系设计一个模糊推理系统来求解其避障角度,实现了虚拟环境下自主水下航行器的水平面避障。仿真结果表明,该视景仿真能够使仿真系统更加逼真和接近于实际情况,并且满足系统仿真的实时性要求。     

水下高速航行体的航向角和距离估计方法

为了提高反鱼雷鱼雷拦截成功率,实现其对水下高速航行体的航向角和距离估计尤显重要。该文立足于此,探讨一种对水下高速航行体的航向角和距离的估计方法。该方法可同时使用主被动声纳,对来袭水下航行体进行探测。主被动检测时采用初始轴向对准,检测装置直航,应用双周期检测法,可在极短时间内对水下航行体的航向角、距离和速度进行精确估计。文中给出了估计过程的运算公式,指出检测装置对目标方位的检测精度要求均方差不大于0.1°。对不同速度、距离时水下航行体的航向角和距离估计进行了仿真试验,结果表明,在航行体航向角小于35°,距离大于700m时,可得到理想的估计值。该方法对探索反鱼雷鱼雷检测装置的设计和对水下航行体参量的检测,探讨其拦截方法,具有一定的参考价值。     

特提斯(Tethys)远程自主水下航行体的有效推进方式

Tethys AUV重110 kg,其航程大,续航能力强。其性能指标:搭载设备消耗功率为8 W时,以1 m/s速度可航行1000 km;消耗功率1 W时,以0.5 m/s速度可航行4000 km。要达到这个性能,需将阻力降到最低,并将推进效率提高至最大。介绍了推进系统的设计,探讨了螺旋桨和航行体之间的相互作用,并阐述了能耗和推进效率的初步测试结果。近期的实验中,在系柱拖力测试中和航行体航行期间测量推进系统的功耗,结果表明,能耗和推进效率的测试结果与理论预测结果很接近。     

美海军水下作战中心用推进噪声测试系统进行岸基声测量

水声试验必须在真实环境下进行,以便对航行体的性能,设计修改及噪声模型进行评估。推进噪声测试系统(PNTS)是由新港海军水下作战中心局研制的,可在无流噪声、无推进器噪声,在真实静态和动态环境下对航行体全尺寸的机械系统和各子系统进行测试。该测试系统的钢制注水混响室直径为50尺,带有通道、处理及测功系统。其辅助系统用于调节水、排放废物及控制溢出物。隔音设施可防止外界地面及空中噪声的干扰,10个移动式水听器采集辐射噪声数     

日研发出“水中安全监视系统”

据日《科学》2006年2月号报道，日东京大学生产技术研究所研发了“水中安全监视系统”。该系统由2种声波探测器组成，分别适用于远、近海岸海域。该系统能发现潜伏在半径10km水域以内的可疑目标，并可跟踪可疑目标。因此，该系统投入实际部署后，能有效地防止敌方从海洋入侵，从而可保护广阔分布在海岸线上的日石油工业和核电站等重要设施。     

基于反演设计的超空泡航行体滑模控制

超空泡航行体是一个具有非线性滑行力、系统参数不确定性的多变量系统。文中以Dzielski提出的航行体模型作为基础,分析了超空泡航行体在运动中,由于空泡形态、尾部湍流等因素引起的不确定性及外界干扰力。利用反演法设计了超空泡航行体的滑模控制器,并在控制器设计中加入自适应律,估计不确定项的上界。仿真结果表明,设计的控制器能够有效的调整超空泡航行体的纵向状态,并对设计的标准弹道表现出良好的跟踪性能。     

俄推出最新型“风雪”鱼雷

据俄《红星报）2002年7月15日报道，服役的“风雪”鱼雷能在水下以360km／h的速度航行。该雷拥有独特的外形，可在水下形成超空泡，使鱼雷航行时遇到的水阻力降低10多倍。据悉，现今的该型鱼雷经过俄鱼雷工程师们的潜心研究，又推出了其最新改进型，即能以400km／h的高速度在水下航行。据军事专家称，到2050年，世界上将没有任何一种反鱼雷系统能捕捉到这种超高速航行的鱼雷。另外，这种最新改进型“风雪”鱼雷还将于近期装备一种可使鱼雷沿航迹进行复杂机动的特殊装置，     

基于双目视觉的UUV避障半实物仿真系统

由于无人水下航行器（UUV）避障研究的实物海洋试验成本高且风险较大,故针对在试验室进行UUV自主避障规划的需求,利用双目视觉展开了UUV避障半实物仿真试验系统的设计研究,包括多自由度运动台架模拟UUV的运动,双目摄像机代替前视声纳作为避障传感器。阐述了实物双目视觉子系统的关键技术和UUV模型子系统的软件实现方法,以及系统的体系结构、数据交换方法,并进行了基于规则的避障仿真联调试验,结果表明,该系统结构简单,试验实施便利,可作为演示、验证和评估避障路径规划正确性和有效性的实用手段。     

一种红外与雷达信息融合跟踪算法及其性能分析

为了提高目标跟踪系统的性能,在吸收雷达和红外跟踪传感器各自优点的基础上,提出一种雷达/红外传感器信息融合方法,该方法综合了雷达测量信息全面以及红外测角精度高的特性,对雷达与红外量测进行融合形成融合量测,基于融合量测设计了状态估计滤波器。在不同假设条件下,分别对融合系统与单传感器跟踪精度进行了仿真比较。结果表明:融合系统的跟踪精度高于单个传感器的目标跟踪精度,可有效提高目标跟踪精度。     

雷锡恩公司获得机载低频声纳合同

<正>雷锡恩公司获得了两份价值1.15亿美元的AN/AQS-22机载低频声纳(ALFS)合同,它是美国海军MH-60R多任务直升机用于水下作战的主要传感器,该合同由海军航空兵系统司令部和国防后勤局航空战略部门授予。     

基于线谱瞬时频率估计的被动声纳目标运动分析

针对被动声纳探测目标,提出了一种基于线谱瞬时频率估计的目标定位跟踪算法。该算法通过利用声纳探测目标的跟踪波束信息,建立高精度瞬时频率跟踪提取与多特征联合的目标定位跟踪模型,完成对目标高精度多普勒频移信息的实时提取。基于多特征观测方程,实现了对目标的定位与跟踪。仿真实验和海上试验结果表明：该算法可在观测平台不机动情况下,完成对目标的快速定位与跟踪;在相同平台机动条件下,相比传统纯方位算法,该算法的要素解算性能更加稳定,解算收敛时间缩短约4 min,进一步增强了工程适用性。     

基于移动长基线的水下航行器定位和跟踪技术研究

针对对水下大范围工作的水下航行器的定位和跟踪,根据水声测距原理,提出了一种基于移动长基线的水下航行器定位与跟踪方法。该方法克服了常规长基线定位系统存在校准测量工作量大、工作时间短、仅能实现单水下航行器固定区域定位等缺点。该方法主要是利用安装有同步时钟、GPS和应答器的无人水面船来实现,在时间同步的基础上,由水下航行器发射水声信号,水面船接收到信号后通过声信号传播时延来计算水面船和水下航行器的距离,并结合多个无人水面船利用GPS获得的位置来解算岀水下航行器的绝对位置,从而实现多水下航行器大范围的定位与跟踪。在研究过程中,基于球面交会模型,利用最小二乘方法建立了基于移动长基线的水下航行器定位与跟踪算法。仿真结果表明,该方法可以较好地实现水下航行器的定位与跟踪。     

状态自适应无迹卡尔曼滤波算法及其在水下机动目标跟踪中的应用

为了满足水下对抗对机动目标实时跟踪和目标航速、航向准确估计的要求,针对观测量为距离和方位的机动目标跟踪,对传统无迹卡尔曼滤波（UKF）跟踪算法进行了改善。提出根据UKF算法预测值和观测值残差的概率分布自适应调整目标状态噪声方法,使得UKF跟踪算法能够根据目标运动状态及时调整状态方程,在目标机动时减小对预测值的依赖,在目标非机动时增大对预测值的依赖。这种在线实时估计系统噪声状态的跟踪方法更加适用于机动目标的跟踪。数值仿真结果表明：该算法不仅在目标机动时具有良好的跟踪效果,而且在目标非机动时具有准确的估计性能。通过声纳信息综合处理系统验证了状态自适应UKF跟踪算法的性能。     

基于序贯蒙特卡洛与概率假设密度滤波的主动分布式声纳多目标跟踪

针对杂波数量多、目标数量和状态不确实性及观测不确实性等问题,提出了一种基于序贯蒙特卡洛与概率假设密度(SMC-PHD)滤波的分布式声纳多目标自动跟踪方法。通过随机有限集模型对多目标状态和观察进行表征,结合序贯蒙特卡洛方法中的重要性采样和重采样策略递归地实现多目标后验近似下概率假设密度的传递和滤波。利用分布式声纳观测模拟数据,对不同节点数目下基于SMC-PHD滤波的多目标跟踪进行了仿真实验。仿真实验结果表明：该方法适用于主动分布式声纳系统,能在多杂波环境下对数目未知且时变的多目标进行实时自动跟踪;在4个平台节点的主动分布式声纳系统中,实现了平均相对误差小于5%的水下多目标高精度跟踪,且目标数目估计值与真实值一致。     

超空泡航行体鲁棒H∞控制研究

超空泡航行体的独特航行环境决定它是一个具有运动学耦合、惯性耦合、控制作用耦合、系统参数不确定性特点的多变量系统。针对超空泡航行体的上述特点,文中开展了对超空泡航行体控制系统的鲁棒控制方法的研究。在超空泡航行体的纵平面内数学模型的基础上,设计了超空泡航行体运动的鲁棒H∞／加权混合灵敏度控制器,并在Matlab／Simulink环境下进行了仿真,仿真结果验证了该鲁棒控制器对超空泡航行体运动控制的有效性和鲁棒性。     

读者之声

河北热心读者李德本来信问:何谓飞行器的惯性导航系统? 答:惯性导航系统是指通过测量航行体运动的加速度求得其速度和位置的导航系统。它通常由陀螺仪、加速度计、计算机和控制显示装置等组成。陀螺仪用于测量航行体的转动速度,加速度计用于测量航行体的平移运动加速度。根据测得的数据和实际需要,计算机算出航行体相对于选定参考坐标系的速度和位置等导航参数。按照陀螺仪和加速度计在航行体上安装方式的     

水下航行体通气空泡溃灭特性研究

通过水洞实验对水下通气航行体通气空泡进行实验研究,分析航行体通气空泡通气停止后空泡行为。为了研究通气空泡溃灭过程的脉动特性,通过高速摄像和动态测力系统测量航行体表面空泡演变过程和压力变化情况。实验结果表明：脱落空泡运动过程中,其形状变化可分为空泡凹陷、空泡断裂、空泡脱落和溃灭4个阶段。脱落空泡在近模型壁面发生溃灭时,通过表面压力传感器捕捉到空泡的溃灭压力。对空泡溃灭压力实验结果与基于空泡生长和溃灭理论的计算结果进行了对比,理论结果与实验结果具有较好的一致性。     

信息·动态

俄推出最新型“风雪”鱼雷据俄《红星报》2002年7月15日报道,服役的“风雪”鱼雷能在水下以360 km/h的速度航行。该雷拥有独特的外形,可在水下形成超空泡,使鱼雷航行时遇到的水阻力降低10多倍。据悉,现今的该型鱼雷经过俄鱼雷工程师们的潜心研究,又推出了其最新改进型,即能以40