吊放声纳主动探测距离建模与仿真

为正确实施搜潜战术,需要对吊放声纳探测距离进行预报。根据主动声纳工作原理及性能参数,充分考虑海洋环境和目标特性对声纳探测距离的影响,建立了吊放声纳主动探测计算模型,并进行了仿真验证。结果表明,该模型是有效可行的。     

被动声纳作用距离预报的仿真研究

研究了被动声呐探测距离预报的仿真技术.声呐最大作用距离受水文条件的影响是很大的,比如声速梯度、海况、海底底质等.首先分析海洋声学环境,提出一种计算声传播损失的模型,给出了它的原理及算法,然后以声纳方程为基础,利用优质因素值建立声纳作用距离探测的预报模型,并用VC完成该仿真软件的开发.最后针对目标辐射声源级、声速分布等不同的影响因素进行仿真,并给出仿真结果,为声纳的作用距离预报提供了有价值的参考.     

舰载直升机对潜防御性应召搜索仿真分析

研究潜防搜索优化问题,吊放声纳和声纳浮标是舰载直升机对潜搜索的主要手段,但在搜索的过程中存在着因搜索面积大导致兵力需求多和如何协同使用才能达到最优搜索效果等问题。针对舰载直升机吊放声纳和声纳浮标在搜潜中的协同,由于水面舰艇在航渡中受到潜艇威胁,提出了一种舰载直升机对潜防御性应召搜索的方法,通过建立潜艇对水面舰艇威胁航向的模型和仿真分析,能够有效缩小舰载直升机应召搜索的范围;同时,建立了舰载直升机吊放声纳搜索及声纳浮标阵列模型,并对舰载直升机使用吊放声纳和声纳浮标协同搜索进行仿真。仿真结果表明,提高了搜索效率,可为吊放声纳和声纳浮标的作战应用提供重要参考。     

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.     

大功率主动拖曳线列阵声纳探测距离仿真研究

大功率主动拖曳线列阵声纳具有脉冲信号频率低、基阵孔径大、作用距离远的特点.为了研究海洋水声环境对其作用距离的影响,根据其作用原理、声纳结构和使用原则,构建了该类声纳在不同海洋水声环境条件下的探测距离仿真模型;采用面向对象程序设计方法设计实现仿真软件,通过模型校验和仿真,研究了入射角、工作频率等参数对声纳作用距离的影响.根据仿真结果分析,该模型对该类声纳探测距离的性能具有较高的仿真度,研究成果为该类声纳的全功能仿真奠定了基础.     

一种时频域联合捕捉主动声纳信号的方法

介绍了一种可应用于被动声纳的时频域联合捕捉主动声纳信号的方法及其工作流程。仿真相同噪声环境下使用该方法的发现距离与主动声纳探测距离,仿真结果表明使用该方法的发现距离远超过主动声纳探测距离,使用该方法可实现对目标的远程发现。     

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.     

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.     

基于蒙特卡罗方法的海洋环境不确定性仿真

海洋中的声速是研究声波在海洋中传播以及水声战的基本物理量之一.由于海洋环境的复杂性,使得声速梯度存在一定的不确定性,进而导致声场计算的不确定性以及声纳作用距离预报的不确定性.采用蒙特卡洛方法捕捉海洋中声速梯度的不确定性,模拟真实海洋环境中的声速梯度,并将模拟得到的声速梯度输入波束位移射线简正波(BDRM)声场预报模型中,得到声传播损失,再对结果进行统计分析,得到声传播损失的概率分布图,并提出用传播损失期望值作为预报值,提高了声场预报的精度.最后,利用声纳优质因子(FOM)导出声纳作用距离概率分布图,为声纳作用距离的预报提供了概率的依据.     

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.     

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.     

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。     

舰机协同下多基地声纳阵应召搜潜效能研究

针对传统单基地声纳搜潜难以满足反潜作战要求的问题,提出了一种拖曳声纳与反潜直升机布放浮标阵联合起来形成多基地声纳搜潜的方法。结合舰机实际运动特点,建立舰艇运动模型与直升机布放圆形、方形、三角形被动浮标阵模型。采用Monte Carlo方法,对搜潜概率进行仿真,比较多基地与非多基地声纳的搜潜概率,并分析不同的初始条件对搜潜概率的影响。仿真结果表明,多基地声纳搜潜概率高于非多基地声纳,圆形多基地阵搜潜效能相对最佳,三种阵型的搜潜概率随着初始距离、初始位置分布、航速均值的增大而减小,并能针对不同搜潜要求与实际作战条件选择合适的布放半径和被动浮标布放个数。提出的方法适用于一定距离范围内的应召搜潜,对反潜作战具有一定的军事意义。     

Three-dimensional auditory display for enhancing detection of passive sonar signals

OBJECTIVE: The viability of a three-dimensional (3-D) auditory display for improving signal detection of passive sonar signals was investigated. BACKGROUND: Sonar operators usually have difficulty detecting targets because the sound received by the hydrophone has a low signal-to-noise ratio when coupled with the operator's headset that does not isolate well against the ambient noise. METHODS: Release from masking was assessed by pairing a recording of a torpedo with diotic broadband pink noise that served as a masker, and a 400 Hz tone with the masker. Masked thresholds were measured for seven signal durations when each signal was presented dioticly and in 3-D auditory space at three positions on the horizontal plane. RESULTS: The spatial separation of signal and masker yielded a significant improvement in detection. CONCLUSION: A 3-D auditory display is a viable technology that could lead to a significant improvement in release from masking. The magnitude of the masking level difference will vary with respect to the characteristics of the hydrophone signal and masker and the synthesis capability of the 3-D auditory display. APPLICATION: Potential applications of this research include enhanced auditory displays for processing passive sonar signals, leading to earlier detection of enemy targets.     

基于DGPS无人潜航器避碰声纳的试验研究

提出一种利用双频RTK的DGPS来估算船只与障碍物距离的方法,并采用基于HIMM数字滤波算法获取声纳系统探测障碍物的距离信息.对比距离信息可验证声纳系统探测的有效性.利用水面船只模拟无人潜航器安装声纳系统进行了避碰功能模拟试验,结果表明改进的HIMM滤波算法可有效降低环境背景噪声影响,提高了声纳测量信息的可信度.所提出的试验方法很好地解决了声纳避碰系统的前期功能试验困难,可大大降低直接利用无人潜航器进行试验的成本和风险.     

基于Qt的多通道宽带接收机测试系统设计

接收机是声纳系统的重要组成部分,为了满足工程开发和批量生产对接收机各项性能指标的自动化检测需求,本文设计了多通道宽带接收机测试系统。通过操作Qt编程环境设计的交互界面,即可完成整个测试过程,并将测试结果输出。本系统具有操作便捷、测试准确等优点,显著提高了系统开发过程中的工作效率,满足接收机性能指标的测试需求。本文主要介绍了系统设计方案、硬件及软件设计和待测指标的测试方法与实现,该系统能够普遍应用于声纳接收机测试。     

PDE模型在声纳图像去噪中的应用研究

偏微分方程方法在光学图像去噪中已有很多成功的应用,但用于声纳图像去噪的情况还不多见。针对声纳图像受噪声污染严重的问题,将偏微分方程原理引入到声纳图像去噪中,重点讨论了两种偏微分方程模型:ROF模型和四阶扩散模型。基于这两种模型对声纳图像进行去噪处理,仿真实验证明了偏微分方程去噪算法的有效性,并对比分析了两种模型的去噪性能。ROF模型适用于低信噪比条件下的声纳图像处理,而四阶扩散模型在高信噪比条件下,能够很好地保持图像边缘,但当噪声污染严重时,其去噪后的SNR比ROF模型去噪低了近10 dB,不利于声纳图像处理。