双矢量潜标被动定位方法研究

为了解决双矢量潜标交会定位法在基线区定位误差大的问题,根据定位方程推导了时差定位法和交会定位法在二维坐标系下的定位误差几何稀释的最简数学表达式。依据实际双潜标系统的测量误差,数值仿真给出了两种方法的定位误差分布的等高线图,对比分析可以得出,时差定位法能很好改善基线区的定位效果,而交会定位法在远离基线区时定位性能优于时差定位法,然后通过分析目标方位对定位精度的影响给出测角误差对定位产生很大影响的原因,与数学表达式分析结论吻合。最后将两种定位方法应用于实验数据处理中,验证了数值仿真分析的结论,为双潜标定位系统的实际应用提供参考。     

潜标式水下目标噪声测量系统

潜标是一种隐蔽的测量装置,潜标式水中噪声测量系统是获取水下运动目标噪声信息的重要手段之一,适用于对水中各类运动目标的辐射噪声和环境噪声监测.采用定时或遥控方式工作,自动化程度高、自持力强、安全可靠;且易于布放和回收.文章介绍了该系统的特点、工作原理、设备组成、使用方法及在海洋环境研究和水中运动目标特性信息获取方面的应用及发展前景.     

潜标姿态变化对矢量水听器目标方位估计的影响

潜标系统作为一种矢量水听器水下工作安装平台,不可避免的姿态变化会引起矢量水听器各通道接收兴趣信号的起伏变化,致使目标方位估计结果偏离真实目标方向。理论推导分析了潜标体姿态变化对矢量水听器目标方位估计的影响,定量分析了矢量水听器目标方位估计与姿态变化周期(频率)的关系,并进一步讨论了与幅度及积分时间等的关系,如姿态幅度为40°时要方位估计误差小于5°,则积分时间至少要大于24s。研究结果对矢量水听器目标方位估计时的积分时间选取具有重要指导意义。     

低频矢量声场建模及其应用研究

浅海近距离矢量声场携带了丰富的信息可以用来识别目标。采用射线理论对浅海低频矢量声场进行建模,并且分析了该模型在浅海或深海低频时的适用性。经过与波动理论的比较,说明该模型仅是矢量声场传播损失的简单近似。通过分析浅海声压场的特性,提出了一种目标运动参数估计的方法,海试数据分析说明了其有效性。近距离目标辐射的低频宽带噪声通过浅海声场后,在LOFAR图上形成双曲线干涉条纹。运用图像处理中边缘提取的常用方法——Hough变换,提取双曲线参数,可以得到运动目标的航速、航深及距离的信息。     

基于矢量水听器的南海海洋背景噪声测试

矢量声压振速联合处理建立在信号的声压和振速相位基础上,海洋环境边界影响将改变矢量声场声压振速的幅度和相位特性．首先根据南海环境条件结合水下目标辐射噪声测量,采用声场矢量简正波理论估算海面非相干偶极子噪声和水下点声源矢量强度随深度的变化,然后设计了可用于深海海域噪声测量的矢量水听器测试系统,获取了南海海域典型深度上的背景噪声矢量强度并进行了特性分析．结果表明：深海背景噪声谱级在500Hz以下基本上不随深度变化,在500Hz～3kHz频段浅深度背景噪声谱级略高于较深深度的背景噪声;振速垂直分量的背景噪声要小于声压和振速水平分量的噪声谱级．     

浮标大数据管理系统设计与实现

针对不同类型浮标设备的海量监测数据管理,考虑浮标类型自定义与新类型浮标设备接入的实际需求,该文基于Vue技术的响应式编程方法实现前端用户界面搭建,实现不同设备的切换与显示;基于Spring技术为后端业务逻辑代码“解耦”,实现代码复用与高效开发;基于SQL Server数据库,实现不同类型浮标设备的数据管理,从而设计了一套的浮标监测数据管理系统。与一般的浮标数据管理系统相比,该文所设计的系统可扩展性和灵活程度更高。     

基于矢量传感器的双基地声纳数据融合

提出了一种基于单矢量传感器的双基地声纳定位数据融合算法.阐述了矢量双基地声纳数据融合定位算法的基本原理与解决方案.与常规声压双基地T/R-R声纳系统相比,矢量双基地声纳系统拥有更为丰富的声场观测信息.较之传统声压型,基于时延定位的算法(TOL),此新算法可带来更高的定位精度.在近基线三角区域,定位精度提高约23%,而在基线定位盲区附近,定位精度提高近40%.此新算法同时还解决了TOL算法的定位二值模糊问题.     

一种浮标漂浮随机阵阵元位置测量系统及性能分析

本文给出了一种由多种浮标组成的浮标阵阵元位置测量系统,并分析了它的阵位估计精度.初步分析结果表明.这种方法基本上可以满足浮标漂浮阵的要求.     

视频浮标测流系统的开发与应用

在陡涨陡落的山区性河流中、高洪水测流实践中,往往使用浮标测流法。视频浮标测流系统,就是依据原有人工浮标测流法的基本原理,借助现代的视频设备、有线数字传输和计算机处理系统,将人工测流全部转化为自动化,依靠先进的数字处理系统,快速准确、安全可靠地完成洪水流量测验。     

超声换能器表面振动和声场测量及其与经典超声换能器的仿真比较

超声换能器广泛应用于声学测量,其工作性能主要取决于它的振动与声特征。然而,多数研究中的换能器被认为是经典的活塞或高斯型,经典与常用的真实换能器之间的差异容易被忽视。基于此,首先用激光测振和传声器测声方法测量了某厂家换能器产品的表面振动与声场特征。然后设计有限元方案,分别仿真经典与真实换能器的声场。最后从辐射面振速分布、声场声压和相关系数等方面,综合比较经典与真实超声换能器之间振动与声场的异同。结果表明,换能器间的辐射面振速分布差别明显,所研究的真实换能器的声场特征接近于活塞,而与高斯型差别较大。     

基于潜标的海洋环境噪声测量系统

对海洋环境噪声测量系统技术进行了研究,设计和实现了一种基于潜标的海洋环境噪声测量系统,并进行了海上试验.该系统采用潜标的布放方式,利用矢量水听器测量浅海海洋环境噪声场的低频噪声.矢量水听器同步测量声场空间一点处的声压和质点振速三个正交分量, 测量信号经预处理后,对信号进行数模变换,得到的噪声数据可以在潜标中自记录或通过水面浮标传输到岸站存储.对噪声测量方法进行的分析和海上试验的结果表明,该系统稳定可靠,能正确地拾取海洋环境噪声.     

长基线水声定位系统中一种迭代声速修正算法

长基线水下目标定位算法主要根据几何原理进行定位,目前常用的解算方法是根据几何原理列出方程组,直接对方程组进行解算得到目标位置的近似解。通过对长基线定位算法方程组的几何分析,选取不同几何交汇点作为目标近似解,比较各目标近似解的定位精度并找到最优解;同时依据解算算法及其几何关系,提出一种迭代声速修正算法,不但提高了同步工作方式下阵内目标点的定位精度,而且算法复杂度低,实现简单。最后,通过仿真分析验证了此算法的有效性。     

一种可作为声源定位与声场空间特性分析的测量系统

提出了一种由重复发射的声源配合缓慢转动的传声器组成的、等效于圆形传声器阵列的室内声学测量系统。阐述了这种测量系统的特点及其理论基础,介绍了它在室内声场中若干涉及声源定位及声场空间特性测量等方面的应用,并结合实例作了讨论。系统具有较强的适应性及实用性,在室内声学测量中具有广泛的应用前景。     

Use of the maximum probability method for increasing the accuracy of measuring distance by a range finder with frequency modulation of the sounding signal

Analysis of the error for a range finder using the maximum probability method for estimating the range is provided. The effect of noise interference, nonlinearity of the modulation characteristic of the range finder transmitter, parasitic amplitude and phase modulations are evaluated by means of computer simulation. Comparative analysis is given for algorithms of frequency measurement whose use makes it possible to exclude anomalous errors in using the maximum probability method. __________ Translated from Izmeritel’naya Tekhnika, No. 10, pp. 22–26, October, 2006.     

大视场星敏感器矢量观测在轨检校模型

针对大视场星敏感器的在轨标定问题,提出了一种基于矢量观测的检校新模型。将3个罗德里格参数代替欧拉角,作为外方位参数与畸变参数、内方位参数一起求解,简化了运算。采用仿真星图分析了模型的性能,结果表明,该模型较采用欧拉角的传统标定模型精度更高,在星点位置噪声方差为0.05 pixels的情况下,仍能准确解算出星敏感器参数,其星内角距的统计偏差为0.483″,x、y方向的残差绝对均值分别为0.019 pixels、0.016 pixels,且算法的参数设置简单,无需计算初值。将检校模型应用于ZY-3号卫星星敏感器的检校,结果表明模型可以有效提高检校的精度。建议在实际应用中采用精度更高的星点中心计算算法。