一种舰船下方磁场的信号重构及换算方法

为了实现对舰船磁场信号的准确重构及换算,在缩比模型试验数据分析的基础上,对磁性处理后的船模磁场时频特性进行分析,建立起截止频率与最大能谱的关系,得到采样间隔与船长间的数学模型,提出适用于磁场的最大采样间隔计算方法,结合磁体模拟法进行磁场深度换算完成对该文方法的验证。结果表明,该方法对目标形状鲁棒性好,水面舰艇和水下潜艇目标皆适用,在较大采样间隔条件下能完成较高精度的信号重构,当由浅向深进行换算时,换算误差皆小于7%,当换算的基准深度不小于3倍船宽时,能完成由浅向深和由深向浅双向的磁场换算,换算误差均小于10%。     

基于点电荷模型的腐蚀相关静电场快速预测方法研究

针对舰船腐蚀相关静态电场实时预测难的问题,提出了基于点电荷（电极）模型的快速建模方法。对舰船的结构进行合理分区,通过计算混合电位值确定电极的极化状态;在电极极化曲线及电化学系统电流和为0的准则基础上,建立了点电极电位和电流之间的函数关系;利用最小二乘算法计算点电极的电流值,并根据点电荷3层模型下的电位计算方法预测舰船腐蚀相关静态电场;分别利用仿真数据和船模试验数据对所提方法的有效性进行了检验。结果表明,所提方法能够实现对舰船腐蚀相关静态电场进行快速预测。     

基于小波模极大值的船舶轴频电场检测算法研究

船舶轴频电场是一种具有明显目标特征的极低频信号,对船舶的水下非声探测具有重要作用。对船舶轴频电场信号小波模极大值的尺度变化进行分析,根据目标信号和噪声的差异,采用Hermite 插值对目标信号小波模极大值进行快速重构;提取目标特征频率范围内的能量均值为特征值,采用滑动检测方法对目标进行检测。实测和仿真数据对该算法的验证结果表明,此方法相对小波包熵检测算法的检测效果较好,虚警率较低,当SNR 为-5. 9 dB 时检测率相对提高50% 左右,并且在SNR 为-8. 2 dB 时仍然具有86%的检测率。     

基于尺度—小波能量谱的船舶水压场信号检测

 为了有效地从风浪背景中检测船舶水压场信号,本文利用连续小波变换分析了实测海浪水压场与船舶水压场的尺度—小波能量谱,根据两者的能量差异,提取某一特征尺度范围内的能量和为特征,采用滑动检测方法对信号进行实时检测.通过实测数据和仿真数据对该检测算法进行验证,结果表明此方法在低信噪比情况下,能较好的检测到目标信号.     

基于自回归模型滤波的舰船水压场信号实时检测

在对大量实测海浪水压场及舰船水压场信号深入分析的基础上,基于AR模型滤波有效地从风浪背景中实时检测舰船水压场信号。检测步骤如下：首先对海浪水压场信号建立自回归模型;以此模型系数建立白化滤波器并对接收信号进行滤波;其次对白化滤波器输出预测误差值做平滑处理并提取平滑处理后的值作为特征值;最后采用滑动检测方法对信号进行实时检测;若在一段时间内没有检测到目标信号,自动更新白化滤波器参数。通过实测数据和仿真数据对该检测算法进行验证。结果表明此方法简单易实现,在低信噪比情况下,能较好的检测到目标信号。     

基于AR模型和神经网络的舰船水压信号检测方法

为了有效地从风浪背景中检测舰船水压场信号，根据舰船水压场信号和波浪噪声信号的差异，以时间序列的AR模型理论为依据，采用基于AR模型和神经网络的舰船水压信号检测方法。该检测算法的核心是将检测问题转化为模式识别问题，首先对接收信号建立AR模型并提取AR模型系数作为特征向量，然后利用人工神经网络对信号进行检测。在此基础上，通过不同浪级情况下海浪水压力场的仿真信号数据，对某型目标舰船的水压力信号进行了检测计算，验证了该方法的有效性，尤其是达到了在高海况、低信噪比条件下，对目标信号检测率比较高、虚警率比较低的效果。     

基于舰船电场的目标跟踪方法研究

针对舰船电场跟踪中模型准确度与跟踪模型维度之间的矛盾,以舰船电场点电荷阵列模型为基础,结合舰船电场反演算法,分析点电荷个数、观测点水深对建模精度的影响。明确观测点位置对点电荷数量的最少需求,在保证建模精度的同时降低跟踪滤波器的维度,保证滤波算法的稳定性。设计了舰船电场跟踪渐进更新扩展卡尔曼滤波器,并进行了仿真分析和试验验证。结果表明：用少量点电荷模型代替复杂舰船电场点电荷阵列模型,在舰船电场跟踪中是可行的,具有较高的跟踪精度;渐进更新扩展卡尔曼滤波方法对少量点电荷电场模型,能够有效提高初始误差容错范围,具有很高的滤波稳定性,定位误差在500 m范围内小于10 m,且计算代价较低,适合舰船电场跟踪的工程应用。     

基于小波变换的目标信号检测方法

根据舰船轴频电场信号的特点,提出了基于小波变换的目标信号检测方法.利用小波变换计算信号的功率谱,提取特征量,对信号进行滑动地目标检测.通过对海上试验采集的舰船轴频电场数据进行仿真,验证了该检测方法的有效性.     

旋转磁偶极子产生的感应电场研究

为研究船舶磁性螺旋桨旋转产生的感应电场,将其等效为磁偶极子,采用法拉第电磁感应定律,利用环路积分推导出了匀速旋转磁偶极子感应电场的数学模型,仿真分析了旋转磁体感应电场的特性,通过实验证明了计算方法的正确性。实验结果表明：旋转磁体感应电场强度与磁体旋转速度、磁矩的大小呈正比;该电场的频率等于磁体旋转频率,三轴分量相位差分别为π/2 rad和π rad, 均与理论分析一致;船舶磁性螺旋桨旋转产生的感应电场是船舶轴频电场的组成部分。完善了轴频电场的产生机理,为船舶轴频电场的检测和控制提供了理论参考。