鱼雷水声同步定位系统抗定位距离模糊算法及仿真

实时准确定位是对鱼雷水声定位系统的基本要求,研究了一种解决鱼雷水声同步定位系统定位距离模糊算法,分析了定位距离模糊的原因,提出了基于水平等距线阵同步定位、相关波门修正时延差等技术的快速定位方法,并进行了仿真验证。仿真结果表明,该方法具有不明显增加硬件成本、不穷举全部模糊解和无需先验位置信息等优点,可以为设计中远程鱼雷定位系统、短基线或超短基线水声定位系统消除定位距离模糊、锁定正确航迹提供借鉴。     

基于多阵元基阵的超短基线声定位方法

传统超短基线声定位系统的基阵尺寸较小。无法实现对远距离目标的准确定位．进而成为超短基线定位系统在水声导航领域进一步被广泛应用的瓶颈。为此，文中探讨了采用多阵元基阵定位方法来提高系统的定位精度．并通过计算机仿真证明了该方法的可行性。     

垂向航行体水下多元阵测量精度仿真算法

针对传统长基线定位方法不能解决水下垂向航行体测阵设计与精度分析的问题,提出了一种基于水声合作目标的水下多阵元测量精度仿真算法。该算法将阵元站址、时延测量、声速测量误差作为主要误差源变量,建立nRR测量体制误差传播仿真模型,采用蒙特卡洛数值方法迭加多维随机误差,复现复杂多阵元构型条件下的测量精度特性。仿真结果表明,该算法能够有效估计随机水下目标测量精度的三维分布,对基线长度、阵元构型等变化产生合理的响应,可为多阵元测阵的布站设计与精度评定问题提供参考。     

超短基线水声定位系统基阵安装误差校准方法研究

超短基线水声定位系统在海洋开发中得到广泛应用,基阵安装误差对水声定位系统的定位精度影响很大,在使用前必须进行安装误差校准。基于最小二乘估计法,通过不同坐标系之间的转换,结合声线修正提出一种超短基线定位系统基阵安装误差校准方法,并通过试验证明该方法的有效性。     

一种基于拖曳线列阵的鱼雷弹道技术研究

拖曳线列阵已被广泛应用于各类舰船。因拖曳线列阵的工作频率低、利于线谱检测等优点,提出一种基于拖曳线列阵的弹道技术。当拖曳线列阵用于鱼雷进行目标搜索时,需要重新考虑传统鱼雷自导探测弹道设计。考虑到拖曳列阵的探测特点,结合鱼雷的搜索模式,提出了一种充分利用拖曳线列阵特点的鱼雷弹道设计方法,以提高鱼雷打击命中率。     

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。     

潜艇水下INS/APS组合定位新算法研究

研究基于水声定位系统(APS)和惯性导航系统(INS)的潜艇水下定位误差修正方法.在建立APS模型和INS模型的基础上,设计了一种新的基于INS/APS内差修正数据的卡尔曼滤波方法,分析仿真结果表明,基于APS内差修正数据的卡尔曼滤波器具备较佳的组合定位效果.     

适合浅海工作的鱼雷自导有关问题探讨

浅海水声环境给鱼雷自导带来多途效应及严重的混响干扰,影响了自导系统的性能。本文分析了浅海环境对鱼雷自导3个方面的影响,并针对每种情况,提出了提高自导浅水性能的解决途径,并对鱼雷宽带自导的阵列模式、信号设计和接收处理以及自适应技术等有关问题进行了探讨。仿真结果表明,合理设计信号波形及检测算法,运用自适应技术能够有效地改善和提高鱼雷自导的浅水性能。     

基于修正极坐标滤波的水下目标运动要素解算方法

针对水面舰艇鱼雷防御系统中双基阵纯方位定位问题,提出了修正极坐标卡尔曼滤波算法,分析了方位数据测量误差和时空关联对跟踪性能的影响。仿真结果表明,修正极坐标滤波可以快速、稳定地完成目标运动要素的估计,且该算法的稳定性有所增强,适合于工程应用。     

水下五基元空间阵超短基线定位方法

针对水下目标定位时,单平面定位阵存在随俯仰角变化定向精度变化大的问题,提出了水下五基元空间阵超短基线定位方法。该方法利用五基元空间阵中每个正交三元阵分别确定目标方位,并将各正交三元阵定位结果互相修正作为目标的最后定位结果。仿真分析表明俯仰角在80°~100°范围内,采用五基元空间阵超短基线定位方法,z坐标的定位精度比单基阵定位时明显改善,z坐标的相对误差没有出现突变的现象,目标的定位精度相对提高。     

鱼雷[U1]自导声对接式目标模拟器设计与实现

现有的大多数水下目标模拟器（包括针对声纳和鱼雷自导）在设计时未考虑信号接收端的换能器基阵特性,为能在陆上试验室条件下全面测试鱼雷自导系统性能,设计并实现了一种基于声对接方式的鱼雷自导目标模拟器,介绍了声对接式目标模拟器的组成及其相应功能,设计了阵元信号模拟器与声对接装置,完成了并行处理系统的硬件开发、声对接基阵与换能器阵元设计及声匹配材料的选取。通过对研制的声对接式目标模拟器的性能测试,并利用自导头通过声耦合对生成的阵元信号进行检验,结果证实了以声对接方式设计并实现的目标模拟器的可行性和有效性。该目标模拟器克服了对声学部件建模不精确所带来的影响,减少了鱼雷自导系统水下试验的次数,具有很好的实用价值。     

基于水声对抗系统的鱼雷噪声仿真研究

鱼雷仿真是水声对抗仿真系统中的重要组成部分,其仿真效果对水声对抗仿真整体性能有着重要影响。以潜射声自导反舰鱼雷为例,论述了鱼雷噪声仿真的实现过程和关键技术,包括鱼雷出管声仿真,鱼雷航行辐射噪声仿真,弹道仿真等具体内容。该方法可以体现鱼雷噪声的声学特征,可以用于水声对抗方法研究,系统测试等方面。     

一种改进的水下运动目标远航程导航定位方法

当前水下运动目标定位主要采用船载水听器基阵-声信标跟踪定位方法和船拖水听器基阵-声信标跟踪定位方法,但这两种方法存在跟踪定位精度较低、实施难度大以及设备维护修理困难等问题。基于此,提出了采用水下目标加装光纤陀螺仪-差分全球定位系统(DGPS)组合制导技术,以实时测量、记录水下目标的航行姿态、航行速度和位置坐标,通过编码把目标的位置坐标数据实时转换为同步水声多频多脉冲时延编码信号发射,利用船拖水听器测量水声多频多脉冲时延编码信号,通过船载基站实时解算,从而实现指引测控船完成远航程水下目标的实时跟踪、定位、监测任务。试验结果表明,该方法可有效实现对远航程水下目标的跟踪定位和实时监测。     

鱼雷实艇靶末弹道测量算法分析与误差仿真

提出了一种同步工作方式下鱼雷实艇靶末弹道测量的线性、非线性算法，分析了测量误差，并进行了误差仿真，给出了误差分布曲线．仿真结果表明，基阵位置误差和时延测时误差对定位精度影响较大，测声速误差的影响较小，而系统的姿态修正误差对定位精度的影响不容忽视．     

舰艇使用悬浮式深弹对抗声自导鱼雷规避策略分析

水面舰艇使用悬浮式深弹拦截鱼雷时如何进行规避机动是舰艇防御鱼雷的重要问题之一。本文分析了水面舰艇使用悬浮式深弹拦截鱼雷过程，建立了舰艇使用悬浮式深弹时规避声自导鱼雷数学模型，采用蒙特卡洛法通过计算机仿真，得出了在不同的鱼雷报警区域内舰艇规避鱼雷时的规避转向角。仿真结果表明，舰艇在悬浮式深弹阵的掩护下，不规避或小角度规避即可获得理想的规避成功概率。     

悬浮式声诱饵和悬浮式深弹阵协同对抗声自导鱼雷建模与仿真

舰艇如何优化布放悬浮式声诱饵和悬浮式深弹阵防御声自导鱼雷是舰艇防御鱼雷攻击的重要问题之一。本文建立了舰艇使用悬浮式声诱饵与悬浮式深弹阵对抗鱼雷的作战模型,采用极值法和非线性规划方法,确定了悬浮式声诱饵与悬浮式深弹阵的发射策略及舰艇的规避航向,使舰艇布放悬浮式声诱饵与悬浮式深弹阵和正确的规避机动有效结合,以期达到对抗来袭鱼雷的最佳效果。仿真结果表明,采用本文方法可以达到软硬防御手段有效结合对抗来袭鱼雷的双重效果,鱼雷拦截概率提高了10%～30%。     

基于蒙特卡洛法的空投鱼雷搜捕概率分析

针对空投鱼雷实际使用情况,分析空投鱼雷散布规律和鱼雷主动声自导原理。构建空投鱼雷的投雷误差 模型、潜艇定位误差模型、搜捕弹道模型和自导检测模型;采用蒙特卡洛法对空投鱼雷投雷和搜捕过程进行仿真, 分析不同投雷高度、速度、投雷点方位、潜艇定位误差对鱼雷搜捕概率的影响。仿真结果表明,该分析可为作战决 策提供理论依据。     

水下目标回波亮点高分辨方位估计与仿真

水下目标回波亮点识别技术是现代声纳系统与水声对抗的一个极为重要的组成部分。基于单源方位精估的短脉冲切割方法,对于发射信号为长脉冲以及正横中轴方位下的目标回波亮点方位估计效果较差。因此研究基于多源的水下目标回波亮点高分辨方位估计方法具有重要的应用价值。本文重点研究了水下目标回波亮点高分辨方位估计方法,首先采用基于共轭倒序阵盖氏圆准则的方法对目标回波进行解相干和亮点数估计,然后在此基础上进行目标回波空间谱估计以获得目标亮点的方位。在具体仿真过程中,采用板块元散射方法仿真目标回波,并在此基础上进行高分辨方位估计,取得了较好的仿真效果。结果表明,本文的研究对于正横中轴方位的潜艇目标识别具有一定的应用价值。     

基于层次分析法的鱼雷抗干扰能力评估研究

鱼雷的抗干扰能力是鱼雷作战能力的重要组成部分，是研究者和使用者共同关注的首要问题。在分析了水声对抗装备的工作机理和对鱼雷各阶段性能影响的基础上，建立了鱼雷抗干扰能力的评估指标体系，使用层次分析法对鱼雷抗干扰能力进行了综合评估，提出了鱼雷抗干扰能力评估模型。为鱼雷抗干扰技术的研究和使用提供了科学的决策依据。