冲击噪声背景下引信目标方位估计方法研究

针对在冲击噪声条件下基于高斯噪声模型的目标检测方法性能退化的缺点,提出了一种新的引信目标方位估计方法。该方法引入α稳定分布模型对冲击噪声建模,通过对引信阵列天线接收信号共变矩阵的特征分解估计噪声子空间,再依据最小范数算法实现了对目标方位的估计。计算机仿真实验证明了所提出新方法的有效性。     

浅海混响的建模与预报

建立了独立于传播模型之外的统一的浅海混响计算模型,分别给出基于简正波理论和波束跟踪理论的模型表达式.结合仿真算例和实验数据,进行了基于这两种理论的模型计算结果比较分析和实验验证.结果表明,统一的混响计算模型有利于基于不同的传播模型进行混响强度的计算,且具有明晰的物理意义;基于简正波理论与波束跟踪理论的模型计算结果吻合,使用这两种方法都能很好地预报实验结果.     

收发深度变化对浅海混响的影响研究*

海洋中,由于种种原因可能造成声呐发射深度或接收深度发生变化,针对这一问题,研究了水听器的晃动给混响强度带来的影响.在波束位移射线简正波理论的基础上推导了浅海混响模型,仿真比较了负跃层浅海情况发射深度或接收深度上下变化1m时(小幅度变化)的混响衰减曲线,结果表明发射深度或接收深度上下变化Im时对混响衰减曲线的影响不大.可以认为水听器小幅度晃动时浅海混响相对于声源深度及接收深度是稳定的.     

非高斯噪声下信号盲检测算法*

针对实际甚低频和超低频接收机不仅受非高斯噪声的影响,同时受到接收机内部和外部环境中高斯噪声影响的问题,对噪声采用高斯尺度混合分布和高斯分布的混合模型建模,根据混合模型的性质,设计了一种基于马尔可夫链蒙特卡罗方法的信号盲检测算法。盲检测算法在贝叶斯层次模型下,采用Gibbs抽样和M-H抽样更新参数,同步检测信道衰落系数、噪声模型参数和信号。算法迭代效率快、精度高。通过与最优检测性能比较,盲检测算法性能优异,对甚低频和超低频信号接收具有重要的现实意义。     

收发深度变化对浅海混响的影响研究

海洋中,由于种种原因可能造成声呐发射深度或接收深度发生变化,针对这一问题,研究了水听器的晃动给混响强度带来的影响。在波束位移射线简正波理论的基础上推导了浅海混响模型,仿真比较了负跃层浅海情况发射深度或接收深度上下变化1m时（小幅度变化）的混响衰减曲线,结果表明发射深度或接收深度上下变化1m时对混响衰减曲线的影响不大。可以认为水听器小幅度晃动时浅海混响相对于声源深度及接收深度是稳定的。     

基于2分随机乘法模型的多重分形海杂波建模研究

为准确建立海杂波模型,将乘法模型与多重分形相结合引入到高分辨率海杂波建模研究中,提出了一种基于2分随机乘法模型的多重分形海杂波建模方法,理论上分析了模型的多重分形特性,并从实测海杂波数据中提取了倍乘因子的分布特性,提出了基于Beta分布的倍乘因子构建方法,仿真得到了海杂波数据。通过对瑞利分布、韦布尔分布和对数正态分布的比较分析以及K-S的统计检验,验证了2分随机乘法模型的合理性,这为高分辨率雷达的海杂波建模研究及其背景下的目标检测研究奠定了理论基础。     

累积和检验算法应用于主动声纳检测时的性能

研究了一种基于瞬态信号检测的累积和序贯检测器,其检验统计量由归一化匹配滤波器输出决定,受到声纳方程估算的信噪比影响.从理论上分析了该算法的虚警和检测性能,并和归一化匹配滤波器作了比较.海试数据的验证结果表明,该算法检测性能优于归一化匹配滤波器,并且对混响有较好的抑制作用.     

基于海试数据的纯方位声纳误差仿真方法研究

在某型声纳海试数据的基础上,利用Kolmogorov-Smirnov统计分布检测方法揭示真实环境下某型声纳误差分布规律,分别采用基于决策树与基于贝叶斯因子分析的方法对声纳方位误差进行仿真,与传统的白噪声误差仿真方法进行了比较,研究结果表明,两种方法可有效地对声纳方位误差进行建模和预测,提高其仿真逼真度。     

分数低阶统计量的水下目标信号调制谱分析方法

传统水下目标噪声信号调制谱分析方法是建立在具有二阶统计量的高斯噪声环境下实现的,而多数情况下舰船辐射噪声和海洋环境噪声等水声信号通常具有脉冲特性,服从α稳定分布,二阶统计量的调制谱分析算法性能可能会下降,甚至不再稳定收敛.针对此问题提出了分数低阶统计量的目标信号调制谱分析方法,并进行仿真和实验数据验证,其结果表明所提方法具有稳健性.     

非平坦地形双基地海底混响的快速计算方法改进

针对传统双基地海底混响的计算量问题,对该类海底混响的理论计算模型进行了改进,利用基于Lambert散射法则的闭型表达式和基于曲线拟合的数值计算方法,实现了对任意地形双基地海底混响的快速计算。基于该方法,对不同变化规则的非平坦海底双基地混响进行了仿真分析,并讨论了周期和非周期的非平坦海底环境下,地形拟合步长对信混比计算精度的影响。仿真结果表明:该方法能够快速计算得到复杂海底地形的信混比空间分布。相比经典单元散射混响模型,所提出的双基地海底混响计算改进方法可以大幅提高计算效率,同时在合理的海底地形拟合步长前提下兼顾计算结果的精度。     

混响背景下基于高阶统计量的动目标检测方法

针对混响背景中的动目标检测问题，根据基阵接收数据经过波束形成与匹配滤波后的输出结果计算高阶统计量，并将其视作观测空间。基于此空间中混响和目标回波的差异，利用多ping的高阶统计量构造特征向量，计算特征向量之间的马氏距离作为混响和目标差异的量化标准，再依据最大一致条件功效检测准则选择门限检测方法。波形数据仿真与海上实录数据检验均表明该方法的检测性能优于单ping波束形成及匹配滤波方法。通过蒙特卡洛仿真获得不同信混比下的ROC曲线，与单ping检测相比，在保证虚警概率小于0.01，检测概率大于0.5的条件下，最小可检测信混比降低约6dB。     

目标和环境特性对主动声呐浮标作用距离影响研究

主动声呐浮标的作用距离不仅和自身设备性能有关,还和目标运动特征及环境特性有着密切的关系.通过建立潜艇目标运动、海洋混响的数学模型,利用浅海平滑平均声场理论推导了潜艇深度变化后主动声呐浮标的作用距离,讨论了潜艇采用不同航深以及海洋混响对主动声呐浮标作用距离的影响,并进行了仿真.结果表明,目标和环境特性对主动声呐浮标的作用距离有重要影响,为航空搜潜训练提供了理论依据.     

双基地声呐海面散射模型及仿真

双基地声呐是近些年发展起来的探潜新技术,而由海-气界面和海面附近气泡的散射引起的海面混响是影响双基地声呐的重要因素之一,有必要对双基地海面混响展开研究.建立了双基地声呐的海面散射模型,给出了海面散射强度的明确表达式.利用计算机仿真,分析出双基地海面散射强度随频率、风速、双基地各角度等参数的变化关系.利用该模型可以明确出海面散射强度与各参数的关系.     

收发合置情况下海底混响仿真

为了实现收发合置情况下海底混响时间序列仿真,提出了一种混合模型方法。该方法将点散射模型方法与单元散射模型方法混合使用,既能够克服单元散射模型方法中高斯分布假设带来的计算误差,又能够克服点散射模型方法计算复杂的问题。针对窄带发射信号,为了便于计算,设计了一种适用于任意采样率的基于复包络的混响信号仿真方法。最后,通过仿真试验证实了仿真方法的有效性。     

基于主动视觉的摄像机自标定方法

在研究了基于主动视觉摄像机自标定原理的基础上,结合现有的3次平移自标定方法,给出了该标定方法的实现过程。对影响标定精度的主要因素进行分析,提出了极点计算误差对标定精度的影响机理,并在此基础上提出了通过减小极点计算误差来提高标定精度的方法。最后利用该方法进行了对比实验,实验结果证明该方法是有效的。     

双通道短时互谱法的潜艇目标尺度识别

阐述了双通道短时互谱法的基本理论,分析了目标方位走向,提出了利用体目标回波的空间方位分布信息识别水下目标尺度的方法。最后采用潜艇目标亮点模型,通过计算机仿真给出了目标方位走向拟合示意图,给出了在不同攻击阵位的条件下,鱼雷对潜艇目标进行尺度识别的估计值和估计方差并进行了相应的分析,确定了最有利于目标识别的攻击弦角。