基于方位量测的舰艇对潜定位技术研究

结合舰艇拖曳线列阵声纳实际搜潜装备,利用舰载线列阵声纳测得的潜艇目标方位信息,建立了基于方位量测的舰艇对潜艇目标定位的数学模型,给出求解潜艇运动参数的定位算法,并对定位误差进行了分析,在定位模型及算法的基础上,仿真研究了潜艇与舰艇之间的初始距离、舰艇测得潜艇目标初始方位角、潜艇航向等因素对定位性能的影响,给出仿真结果并进行了分析,该结果对于指导实际反潜具有一定的实用价值。     

应召平行搜索方法的多舰协同搜潜概率

在对舰载拖曳线列阵声纳搜潜原理及多舰应召平行搜索方法研究的基础上,建立了在潜艇初始位置已知、航向及航速未知的条件下,多艘舰艇利用拖曳线列阵声纳对潜艇目标进行搜索的数学模型,采用蒙特卡罗方法仿真分析了舰艇与潜艇最大速度比值,舰艇组成搜索队形位置点与最后发现潜艇位置点之间的距离,舰艇之间间距与舰艇声纳作用距离的比值,及最后发现潜艇时刻到舰艇开始搜索时刻所需时间等因素对搜潜概率的影响,获得了有益的效果。     

鱼雷目标定位跟踪技术

对鱼雷目标进行定位跟踪是舰艇反鱼雷的关键,报警声纳能够给出水下鱼雷目标的方位信息,但仅利用方位信息对鱼雷目标进行定位跟踪是不够的。对本水面舰艇舰壳声纳和拖线阵声纳纯方位协同探测可行性进行分析,并对协同探测条件下鱼雷目标定位跟踪算法进行探讨,建立可应用于鱼雷目标定位跟踪的滤波算法模型,对其定位精度进行分析,并与最小二乘算法进行比较,通过仿真比较,最终确定出可用于鱼雷目标定位跟踪的算法模型。     

基于方位数值拟合的目标机动改变判断*

被动声纳和侦察雷达等传感器材对目标的探测仅能获取目标方位信息。虽然基于纯方位信息和探测平台机动位置的方位平差法,能够解算得出定向定速运动目标的要素,然而在实际作战应用中,目标可能会频繁地出现转向机动,使运动要素永远也不可能收敛。判明目标改变机动具有十分重要的战术价值。本文研究给出了一种基于时间方位拟合的目标转向运动判断方法,并结合典型态势进行了仿真分析,得出了拟合判断参数,研究结果为目标运动要素解算控制、潜艇查明水面舰艇巡逻线等作战应用提供目标转向判断依据。与方位滤波方法相比,这一方法概念清晰、算法简单、实用性强。     

基于方位线性预测的远距离目标机动检测方法

随着拖曳线列阵声纳的应用,水下声探测的范围成倍增大,纯方位目标定位与跟踪技术面临严峻的挑战,特别是在对抗条件下的目标机动检测与跟踪问题难度更大。本文针对基于拖曳线列阵声纳探测的远距离目标机动检测问题,通过对以往纯方位目标机动检测方法的适用性分析,结合远距离目标方位变化的特点,提出了基于方位序列线性预测的累积和机动检测模型,解决了远距离、大误差、纯方位量测条件下的目标机动检测问题。实验室仿真验证结果表明,算法对幅度稍大的目标转向机动,具有较灵敏的机动检测效果及较强的鲁棒性。     

助飞鱼雷攻潜时两种引导定位方法误差分析

水面舰艇使用助飞鱼雷攻潜时,可以利用舰载声纳系统或舰载直升机吊放声纳系统分别对目标潜艇进行定位并引导舰艇攻击潜艇,本文建立了这两种目标定位方法的散布误差模型,并在仿真计算的基础上,比较分析了两种定位引导方法目标散布误差的优劣,为助飞鱼雷攻潜指挥决策提供了依据,对提高助飞鱼雷作战效能具有指导意义。     

潜艇不机动纯方位解算编队目标运动要素方法

针对单艘潜艇纯方位目标定位必须潜艇机动才能使算法收敛的问题,首次采用几何分析法研究了潜艇不机动情况下,解算编队目标运动要素的方法;然后,基于最小二乘法,给出了具体的解算模型,并给定态势,进行实例仿真。证明该算法能够满足潜艇隐蔽对编队目标定位的需要,进一步丰富了潜艇纯方位目标定位方法。     

利用会聚区隐蔽解算目标运动要素的方法

在浅海,当被动声纳探测到目标后,由于舰艇间不断的运动,测得的目标方位随时间的不同而不断地发生变化,利用目标方位的变化,通过纯方位法和滤波估计等方法可解算出目标的运动要素.当声纳利用深海会聚区的声学效应在远距离上探测到目标时,因舰艇被动声纳在隐蔽条件下往往只能测得目标的方位,此时的目标方位随着时间的不同变化很小,难以利用浅海的解算方法求出目标的运动要素.为解决这一问题,基于对深海会聚区声学效应的分析,提出了利用会聚区宽度等特点,采用本舰艇合理机动的方式,来求解目标的运动要素的方法.通过对本舰艇各种可能机动方式的建模和计算机仿真计算的结果可见,该方法可行,且在第一、第二会聚区效果明显.     

检查搜索时舰艇编队匀速搜潜与跳跃式搜潜比较

在分析水面舰艇编队使用拖曳式线列阵声纳匀速搜潜和“跳跃式”搜潜过程的基础上,对仿真环境进行假设,并建立了水面舰艇搜潜蒙特卡洛法模型,通过仿真试验,对其在一定条件下检查搜潜时匀速搜索与跳跃式搜索效能进行研究,得出的相关结论对提高水面舰艇反潜作战运用水平具有较大的实际应用价值.     

潜艇指控系统信息融合原理与算法

本文从潜艇传感器配置及量测特性出发,研究了潜艇指控系统信息融合的体系结构,在介绍被动测距站、拖曳线列阵多阵目标运动分析的基础上,连同噪音测向站和侦察声纳多目标航迹的处理一起,我们重点研究了潜艇各传感信息融合算法。     

潜艇对声纳浮标阵定位及规避策略

航空反潜战中,潜艇处于不利地位,如何提高潜艇对抗反潜机的作战能力,是亟待解决的问题。分析了潜艇通过拖曳综合浮标和电子支援措施Electronic Support Measure(ESM)设备对声纳浮标阵进行估计定位的单站双址交叉测向和基于方位角变化率的方法,以及潜艇方位角、角速率和航速对定位误差的影响。建立了潜艇对声纳浮标位置估计模型,提出了潜艇突破声纳浮标阵封锁应采用的规避策略。结果表明,潜艇可以对声纳浮标进行定位,为潜艇规避声纳浮标阵提供参考。     

基于混合优化算法的单分量磁性定位方法

为解决现有磁定位方法的定位精度较大程度上依赖于定位参数初始值估计精度的问题,提出了基于混合优化算法的单分量磁定位方法.首先利用舰船垂向磁场的衰减特性构造了相关系数函数,该函数与测量面上磁场的拟合误差函数共同组成了一种新的多目标规划函数,然后将微分进化算法与方向加速法相结合形成了混合优化算法,再利用该算法通过多目标规划函数确定最优的定位参数解.实验证明,对于未安装定位系统的半合作舰船,该定位方法利用磁传感器所测目标的垂向磁场,能较准确地确定舰船相对于磁传感器的位置,定位结果稳定可靠,定位精度较高.     

多机吊放声纳对潜警戒扇面动态计算方法

针对多架反潜直升机使用吊放声纳搜索时的对潜警戒扇面动态计算问题,根据搜索方法建立多机悬停点坐标解算模型;采用等效的方法,将当前悬停点吊放声纳的探测区域与所有已完成探测的悬停点不存在潜艇的区域等效为对潜警戒范围进行计算;建立了各悬停点探测区域相对舰艇编队舷角的动态计算模型;给出了动态计算多机对潜警戒扇面起始、终止舷角的计算方法。最后仿真计算了对潜警戒扇面随搜索时间、间距系数的动态变化关系。结果显示:对潜警戒扇面将在一定范围内周期性动态变化;且受间距系数的影响较大。     

求取潜艇声反射强度的新方法

分析主动声自导鱼雷攻击潜艇或水面舰艇的作战效果时,目标强度的求取是一个比较困难的问题。本文在分析有关潜艇目标强度的讨论及计算方法的基础上,提出了新的理想潜艇目标强度随舷角变化的关系曲线和一种新的求解目标强度的方法。     

基于Petri网的潜艇CGF鱼雷攻击行为建模

为了实现潜艇对舰鱼雷攻击过程的计算机仿真,基于Petri网理论研究了潜艇鱼雷攻击过程的行为建模问题.在对潜艇鱼雷攻击过程的准离散化分析与构建了鱼雷攻击过程Petri网结构的基础上,将Petri网的变迁和潜艇鱼雷攻击过程的战术规则相关联,并提出了解决变迁冲突的方法,建立了基于Petri网行为模型.这种运用Petri网特有的可视化和以动态方式描述了潜艇鱼雷攻击过程的方法,有着坚实的数学基础,为进一步研究潜艇CGF鱼雷攻击自治行为规划打下了理论基础.     

侦察机通过数据链向潜艇传递目标指示的方法探讨

为了使侦察机能更及时、准确、可靠地为潜艇提供目标指示,使之进行导弹超视距攻击,介绍了与潜艇通信有关的地-舰(潜)/空数据链、舰(潜)-舰(潜)数据链及舰(潜)-空数据链。然后探讨了侦察机通过数据链向潜艇传递目标指示的方法,重点研究了潜艇可以实时接收数据链信息和不能实时接收数据链信息的情况下的直接指示法,及侦察机通过岸上指挥所、海上联合编队指挥所中转信息的中转指示法。     

地磁导航旋回法自差校正系数的适用性研究

针对地磁导航系统,从直感式地磁导航系统的自差分析出发,解出直感式地磁导航系统的自差校正公式与舰艇纵横摇倾角之间的关系,并分析了纵横摇测量误差对于最后磁航向的影响,以及在潜艇正常的纵横摇范围内自差校正公式中系数的稳定性,即研究了地磁导航旋回法自差校正系数的适用性以达到提高地磁导航精度的目的。对于舰船地磁导航,尤其是对隐蔽性要求比较高的潜艇,具有现实的指导意义。     

方位偏差在多方位—初距法解算目标运动中的应用

多方位—初距法是潜艇解算目标运动要素的常用方法之一,所提供的估计初始距离的准确程序直接影响解算的可信度。为了及时评判估计初始距离的准确程度,引入方位偏差的概念,作为潜艇指挥员修正估计初始距离的重要依据。方位偏差是利用部分方位序列解算目标运动要素,根据解算结果推算当前目标方位,与当前实测目标方位相比较的结果。利用估计初始距离与真实初始距离差异性反映到方位偏差的变化规律,可以迅速有效地调整估计初始距离,使解算过程快速收敛到理想解。     

潜艇纯方位接敌跟踪航路优化方法探讨

潜艇利用纯方位定位跟踪系统对目标进行定位跟踪时 ,目标位置线在优化潜艇的接敌跟踪航路中具有重要的作用。通过研究目标位置点与目标位置线和目标方位之间的关系 ,构造出一个优化潜艇接敌跟踪航路模型