直升机反潜模拟中的吊放声纳系统仿真

吊放声纳系统仿真是直升机反潜作战模拟的关键。分析了吊放声纳发现判决方程、各种搜潜方法的共性特征,在此基础上将探测、发现目标的问题逐步转换成易于求解的数学模型。以单机和单潜作战对抗过程为典型实例,研究了仿真系统功能需求及总体结构。讨论了基于水声资料库、Direct Sound技术、实时3D效果控制,实现音频信号的合成和回放的方法。针对一个合理的数据结构对于有效的数据处理的重要性,将空间矩阵法引入吊声数据处理仿真。运行和使用表明,仿真系统为直升机反潜综合战术模拟训练提供了实用的平台。     

吊放声纳搜索效能通用仿真模型研究

通过对吊放声纳作战机理的详细分析,以蒙特卡洛法为基础建立了吊放声纳搜索效能的通用仿真模型,并通过仿真实例对模型进行了应用和验证.该模型适用于对各种作战条件下使用各种作战方法时吊放声纳搜索效能的仿真计算.     

深海声速剖面对吊放声纳探测距离的影响研究

关于深海环境下声纳目标探测优化问题,针对传统吊放声纳的下放深度比较粗略,一般是在声道轴处上下一定的范围,并考虑目标可能的深度。简单地确定声纳探测深度,会严重减小声纳的有效搜索距离和搜索范围。利用射线模型仿真研究了深海中不同的声速剖面对吊放声纳探测距离的影响。通过分析深海不同声速剖面中的声传播特性,并对声纳、水声环境以及目标的模型化计算,利用射线模型仿真了几种不同声速剖面情况下吊放声纳的主动作用距离,最后分析了吊放声纳入水深度对深海目标主动作用距离的影响。仿真结果表明,改进方法可找到最佳的探测深度,并能够发挥声纳对目标探测性能,得到对不同环境下目标的最好探测。     

多机吊放声纳检查搜潜建模与仿真研究

为了提高吊放声纳检查搜索概率,建立了4架飞机利用吊放声纳的平行、多段和锯齿检查搜潜模型、潜艇运动模型、搜潜概率模型,仿真分析了潜艇初始航向、吊放声纳间距、搜索样式等因素对检查搜索概率的影响.仿真结果表明,潜艇航速、航向角度以及吊放声纳间距的变化对平行、多段和锯齿检查搜索概率影响较大.使用多机进行协同搜潜,可在较短时间内进行大面积搜索,有效提高搜潜效率.因此,在实际航空反潜中,需根据所获得的潜艇运动态势信息合理选择搜潜样式和有关的搜潜战术手段,才能获得较高的搜潜概率.     

基于HLA的直升机吊放声纳系统仿真平台研究

为解决直升机吊放声纳仿真系统的模型重用与仿真系统间的互操作问题,提出了基于高层体系结构(HLA)的直升机吊放声纳系统仿真平台设计方案.通过对直升机吊放声纳单机应召式反潜过程进行分析,以高层体系结构作为技术框架,结合仿真平台的特点和功能需求,对仿真平台进行了模块划分,给出了仿真平台的联邦构架、联邦信息流图以及联邦对象模型/仿真对象模型(FOM/SOM).仿真的结果表明,直升机吊放声纳联邦成员可以根据联邦其它成员的信息对目标进行探测与跟踪,达到实时交互仿真的效果.该系统的实现有利于反潜作战的研究.     

差压式密度计在选煤厂中的应用与改进

针对差压式密度计易受安装位置及所测量流体周围波动的影响而产生零点漂移的问题,设计并改进了差压式密度计旁路安装管路,对于减少冲击所引起的误差、防治堵塞管道和提高膜片使用寿命,效果非常显著;提出利用数字平滑滤波算法对采集信号进行滤波处理,在不影响测量精度的前提下,提高了差压式密度计的稳定性。实际应用结果表明,改进后的差压式密度计的可靠性、稳定性和精确度均能满足实际应用要求。     

一种适用于宽带条带式合成孔径声纳的相位梯度自聚焦算法

传统的相位梯度自聚焦(PGA,phase gradient autofocus)算法仅适用于窄带聚束式合成孔径成像。提出了一种适用于宽带条带式合成孔径声纳的相位梯度自聚焦(SPGA,stripmap phase gradient autofocus)算法。SPGA算法通过多普勒频移估计线性侧摆;SPGA算法消除了侧摆对回波信号包络的影响,使成像模糊仅仅是由方位向相位误差引起的,这样才可以由Dechirp后的距离压缩域数据的相位误差梯度得到侧摆的估计;SPGA算法利用估计得到的侧摆对距离徙动校正前的回波数据进行包络和相位补偿。仿真表明该算法有效地估计出了侧摆,提高了成像质量,且成像没有发生方位向偏移,明确地确定出了目标的位置。     

比幅和差式单脉冲雷达微波和差器建模

在定向雷达中,微波和差器的不理想性,对单脉冲雷达定向特性构成了一定的影响,这种不理想性主要由组成和差器的微波桥各端口的小失配形成。为了模拟这种影响,对三通道单脉冲定向雷达微波和差器进行了分析,建立了微波和差器仿真用模型,应用这一模型可以模拟构成和差器的微波桥端口小失配对单脉冲雷达定向特性的影响。这在分析单脉冲雷达定向性能、时域仿真研究单脉冲雷达抗干扰性能等应用中是有意义的。     

改进的形态学运算在声纳图像生成中的应用

声纳技术应用日益广泛,已成为海洋测量的重要工具,而去除噪声处理是对声纳图像进行正确判读的前提,本文采用了改进的形态学算法减少声纳图像中噪声的影响,对图像进行预处理,采用Matlab图形图像处理工具对处理的算法进行仿真的方式,从而使处理效果达到最佳。     

Direction Finding Based on Spatial Time-Frequency Distribution Matrices

Amin, Moeness G., and Zhang, Yimin, Direction Finding Based on Spatial Time-Frequency Distribution Matrices, Digital Signal Processing10 (2000), 325–339.Spatial time-frequency distributions (STFDs) have been recently introduced as the natural means to deal with source signals that are localizable in the time-frequency domain. It has been shown that improved estimates of the signal and noise subspaces are achieved by constructing the subspaces from the time-frequency signatures of the signal arrivals rather than from the data covariance matrices, which are commonly used in conventional subspace estimation methods. This paper discusses the application of STFD to high-resolution direction finding. We focus on both the role and the effect of crossterms in angle estimation when multiple time-frequency points are incorporated. Simulation examples are presented to compare the performance of joint block-diagonalization and time-frequency averaging techniques for incorporating multiple autoterm and crossterm points in subspace estimation.     

基于智能阵列天线的无人机测向与定位技术

随着科学技术发展,各种无人自主系统相继出现。在这其中,无人机作为无人系统的重要组成部分,与智能AI算法结合后在智能集群方面得到了快速发展。为进一步提升无人机集群数量、拓展使用方式,亟需解决集群节点的测向定位问题。本文通过智能阵列天线结合数传图传信号识别的方法对无人机进行高精度测向和定位。经过仿真,对无人机信号进行测向,其俯仰角和方位角的误差能小于1.5°,在此测向误差下,通过四站点对无人机进行定位,3km范围内定位误差小于30m的概率为95%。该方法可以为智能无人机群之间的高精度测向定位提供新的思路和解决方法。     

航空声纳ATE测试系统设计

提出了基于ATE技术的航空声纳综合测试系统设计思想,通过对设计系统可行性的总体分析和方案的评估,证明该系统设计方案合理,能够满足测试系统应具备的功能要求并保证原有系统的完整性,从而依据该方案开展航空声纳综合测试系统的下-步研制工作.     

一种长基线组合二维角测向方法

针对长基线相位干涉仪测量无线电辐射源来波方位和仰角可能出现的方向模糊问题,提出了一种正交长基线匹配解测向模糊的方法,并基于正确消除相位差模糊的充要条件建立了该方法正确解测向模糊的概率模型,推导了正确解测向模糊概率的解析表达式。根据工程中常用的并行接收和时分接收处理方式建立了两种相位差测量误差模型,分别给出了该方法在这两种误差模型下正确解测向模糊的概率和测向误差公式,计算机仿真试验验证了其正确性。理论分析和仿真试验表明,该测向方法具有较高的正确解测向模糊概率和测向精度,并且采用不同的接收处理方式对正确解测向模糊的概率和测向精度影响较大。     

基于最大似然估计的空间谱测向技术

介绍了基于最大似然估计（简称ML）的空间谱测向,ML是一种高分辨算法,常用于空间测向和谱估计等方面。文中首先介绍了ML测向原理,由于ML是一个非线性、多维的极值问题,需要全局极值的多维搜索,其计算量非常的巨大,因此采用了AP算法进行ML算法的优化,最后通过均匀圆阵对非相干信号和相干信号进行了ML测向的计算机仿真,仿真结果表明：一个阵列对空间多个信号的分辨能力除了与信噪比有关外,还与入射信号是否相干以及两相干信号的相位差有关,ML算法可以直接对相干的入射信号进行测向,但是信号的相干性会影响ML算法测向的角度分辨率,在两信号相关的情况下,两信号间的相位差越大则测向精度越高。     

循环平稳特性在UCA超分辨率测向中的应用

阵列天线在军用及民用方面具有广泛的应用前景,从超分辨率测向算法方面对均匀圆阵列天线(UCA)的测向技术进行了研究,介绍了UCA输出数据模型及其波束域处理的基本问题,将循环平稳特性与UCA相结合,提出了两种有效的UCA测向算法———波束域Cyclic MUSIC和Cyclic-Root-MUSIC算法;仿真分析表明,它们具有较好的抑制噪声和抗干扰性能,且具有较低的计算量,由于UCA在360°方位角内具有等性能波束形状、天线增益和互耦平衡,其结构具有圆对称性,因此适于车载或机载系统应用。     

基于信噪比估计和矢量平均的干涉仪抗噪声测向方法

针对低信噪比条件下干涉仪测向准确度低的问题,提出了一种基于信噪比估计和相位差矢量平均的自适应测向方法。本文方法通过对多次测量的相位差复数矢量求平均来提高相位差的测量精度和稳定性,从而提高测向性能。提出的自适应准则通过估计来波信噪比,可快速确定不同信噪比下矢量平均所需样本量,使处理后信号达到设定信噪比阈值,获得稳定的测向准确度。分析了信噪比阈值对本方法测向性能的影响。本文方法计算复杂性小,对测向实时性影 响小。理论分析和仿真结果表明：本方法在低信噪比条件下可以达到很高的测向准确度,对低信噪比条件下的测向性能改善明显。     

声纳实时信号处理机的ADSP21020实现

用ＡＤＳＰ２１０２０ 浮点数字信号处理器实现声纳数字信号处理机,使传统的声纳数字信号处理机大为简化,仅用３ 片ＡＤＳＰ２１０２ 芯片,再配上外围电路,即可实现对４８ 波束、３２ｋＨｚ 采样速率的输入信号进行处理,并输出至后置分机或显示控制台。研究结果表明,ＡＤＳＰ２１０ＸＸ系列ＤＳＰ芯片特别适合于多路数字信号处理。     

均匀圆阵下微波光子鉴相相关干涉仪测向算法

为实现高频段微波信号的精确测向,提出了一种基于微波光子鉴相器的均匀圆阵相关干涉仪测向算法。为克服传统的电域鉴相器工作频段低、带宽窄的缺点,利用微波光子技术高频段、大带宽、低损耗和抗电磁干扰的优点,基于双偏振调制器设计一种微波光子鉴相器,利用光干涉将相位差信息映射为光信号功率,通过测量功率计算出相位差。该微波光子鉴相器精度高,能实现±180°的相位差测定,鉴相精度为±2°。利用余弦函数克服了传统相关干涉仪存在的相位模糊问题。同时,为确保算法的实时性,测向算法需选取适当的步进角度。为克服步进角度引入的测向误差,利用二维抛物面进行拟合插值运算,从而提高算法的精确度。最后,通过仿真验证了微波光子鉴相器和相关干涉仪测向算法的有效性。