基于贝叶斯因子分析的声纳探测误差模型研究

声纳的探测误差模型是声纳仿真的核心技术。针对建立某型声纳探测误差模型的问题,在对大量声纳实测数据进行统计分析的基础上,提出采用贝叶斯因子分析的方法,建立声纳的探测误差模型。利用该误差模型预测误差,将预测结果应用于声纳仿真中,并与白噪声模型仿真方法进行比较。仿真结果表明,基于贝叶斯因子分析的声纳误差仿真模型可以更有效的对声纳探测误差进行建模和预测。     

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。     

战略战役兵棋系统中的被动声纳探测仿真

针对海战反潜作战实际,结合战略战役兵棋特点,设计了被动声纳探测仿真流程框架。为模拟探测时间的随机性,提出了被动声纳探测时间模型,并确立了探测时间与探测噪声的关系方程。从舰艇声源特性和战场环境对噪声传播的影响两方面考虑,建立了舰艇声源方程和噪声传播模型。最后,在某模拟系统上进行了验证,结果表明模型符合战略战役模拟实际。     

基于EV模型的惯导平台误差分离方法

针对惯导平台误差分离过程中输入输出观测数据均含有噪声的问题,应用基于EV模型的总体最小二乘方法进行误差分离.给出了惯导平台的误差模型及误差观测方程,介绍了EV模型及总体最小二乘方法,分析了利用车载试验进行误差分离时平台的安装方式以及所需的外测信号等问题.应用最小二乘法和总体最小二乘法进行仿真对比研究.仿真结果表明,基于EV模型的总体最小二乘法对惯导平台的误差系数分离精度较最小二乘法要高.     

综合声纳仿真软件VVA技术应用研究

针对潜艇指控算法研究对综合声纳仿真软件提出的逼真度要求,本研究采用VV&A的技术方法对软件循序进行了校验工作：首先对软件按功能模块进行功能校核;接着依据设备工作流程对声纳仿真模型进行验证;最后构建联机测试系统,输入实测海试数据对输出的仿真误差和海试误差进行统计分析,并在此过程中发现、定位和修改了一些不足之处。验证结果证明仿真软件满足设备各项战技指标要求,且符合实测海试数据特性,能够满足潜艇指控算法研制的需求。     

综合声纳仿真系统的VV&A过程研究

针对潜艇指控算法研究对综合声纳仿真软件的逼真度要求,采用VV&A的技术方法对软件循序进行了校验工作:首先对软件按功能模块进行功能校核;然后依据设备工作流程对声纳仿真模型进行验证;最后构建联机测试系统,输入实测海试数据对输出的仿真误差和海试误差进行统计分析,并在此过程中发现、定位和修改了一些不足之处。验证结果证明仿真软件满足设备各项战技指标要求,且符合实测海试数据特性,能够满足潜艇指控算法研制的需求。     

网络中心与平台中心的声纳浮标探测概率建模

针对基于网络中心与平台中心的声纳浮标组网探测问题,在分析声纳浮标瞥概率模型的基础上,建立了两种方式下声纳浮标网的发现概率计算模型,给出了评价声纳浮标网探测效能指标.最后以声纳浮标拦截阵探测为例,对基于网络中心和基于平台中心的声纳浮标网探测效能进行分析,仿真了声纳浮标布设数量与布设间距对探测效能的影响.结果表明:当声纳浮标布设数量超过一定值时,继续增加并不能使网络中心的探测效能显著增加;与平台中心探测相比,声纳浮标瞥概率为Fermi模型时,网络中心探测的优势并不显著.     

船舶静态电场跟踪的渐进更新扩展卡尔曼滤波器

为了实现利用船舶静态电场对船舶进行跟踪的目的,针对传统卡尔曼滤波算法中存在的问题,设计一种新的非线性滤波器。建立船舶的状态空间模型,分析传统卡尔曼滤波算法在船舶跟踪中存在的问题;依据渐进贝叶斯思想,利用连续白噪声与离散白噪声序列噪声协方差之间的关系,设计一种新的渐进更新扩展卡尔曼滤波器。仿真结果表明,该滤波器能有效地抑制由于初始误差较大而造成的滤波性能下降和滤波发散,能够有效地跟踪船舶,具有较高的实用价值。     

探雷声纳有效搜索带仿真研究

针对舰艇摇摆下,探雷声纳有效搜索带难以确定的问题,运用舰艇摇摆模型和声纳三维多波束模型研究确定探雷声纳有效搜索带的方法。给出了探雷声纳有效搜索带的定义,提出了一种基于海底网格划分定量仿真计算探雷声纳有效搜索带的方法。给定探测海域海洋环境参数和声纳各工作参数,运用该方法即可确定有效搜索带的宽度和位置。仿真结果表明,该方法简便有效、计算结果正确,可为探雷声纳的作战使用提供重要依据。     

基于数据挖掘的雷达探测误差模型研究及应用

针对建立某型雷达探测误差模型的问题,提出了在大量实测数据的基础上,以SQL Server 2005为数据挖掘平台,选取决策树算法来构建误差模型的解决方法.利用该雷达探测误差模型进行误差预测,将预测结果应用于雷达仿真中,并与常用误差仿真方法进行了比较.研究结果表明,基于数据挖掘的方法能有效地对雷达探测误差特性进行分析、建模和预测.     

吊放声纳主动工作方式探测域建模与仿真

水声环境对于吊放声纳搜潜效果影响很大,以往的水声环境对吊放声纳探测影响建模尚未涉及吊放声纳立体探测域,不能为吊放声纳搜潜战术研究提供有效支撑.在对声传播损失、海洋环境噪声和混响进行深入分析和建模的基础上,根据吊放声纳探测机理建立了主动探测概率模型,仿真分析了吊放声纳主动探测概率的三维空间分布,并提出了吊放声纳搜潜战术应以三维非连续探测域为基础,结合战法实验等新手段进行不确定性研究的建议.     

转向机动条件下利用拖船航迹的拖线阵阵形估计

针对水动力模型(water-pulley模型)适用范围有限的问题,提出一种对拖船航迹进行平滑得到拖线阵声阵段运动轨迹,进而实现阵形估计的方法。通过分析缆的稳态振荡响应特性,近似认为声阵段上各点沿同一轨迹运动;设计平滑窗将拖船回转机动航迹平滑为声阵段航迹,并将其拓展应用于拖船转向机动的情况;利用平滑窗的一部分对距离拖船不足平滑窗宽度的航迹部分进行平滑得到当前拖缆段阵形,从而实现转向机动过程中全阵阵形的实时估计。仿真结果表明:若拖线阵由间隔为5 m的81个阵元构成,所提出的方法与朴素water-pulley模型相比可以使转向机动过程中的平均阵增益提高约0.8 dB,平均方位估计偏差减小约4.7°。利用仿真结果分析算法的输入敏感性,对阵形估计方法进行简化使其更易于工程实现,海试数据验证表明简化的方法可行、有效。     

舰艇编队舰机协同反潜警戒模型研究

反潜作战是联合机动编队的主要作战任务之一, 舰机协同反潜研究有着十分广阔的应用前景。根据舰机协同反潜行动的特点,给出了联合机动编队警戒范围的数学模型,以直升机吊放声纳和舰艇拖曳声纳为主要因素,重点研究联合机动编队及其舰载反潜直升机协同反潜作战过程中的建模与仿真问题,建立了单机和双机联合舰艇编队反潜模型。     

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.     

基于直觉模糊推理的水声探测环境效能评估方法研究

针对海洋水声环境对声纳探测效能的评估问题,分析了影响声纳探测效能的海洋水声环境因素,建立了水声探测效能评估指标体系,研究了基于直觉模糊推理的水声探测环境效能评估方法。运用该方法对典型海洋水声环境下声纳探测效能进行评估,评估结果表明,该方法较好的反映声纳探测效能与海洋水声环境之间的模糊关系,评估结果更为科学可信。     

一种探雷声纳图像分割方法及应用

提出一种适用于探雷声纳图像的疑似水雷目标扫描分割方法。该方法以图像区域生长法为基础,根据探雷声纳的成像原理及水雷目标的图像特性,对区域生长法中的参数做了特别设定,分搜索和定位两步对图像中疑似目标进行扫描分割,讨论了搜索和定位两种扫描窗口的尺寸及扫描方法。将该方法应用于实际探雷声纳图像,可得到符合预定信混比要求的疑似目标区域,为基于探雷声纳图像的水雷自动判别奠定了基础。     

基于预报误差分布拟合的卫星历史机动检测方法

轨道机动会引起在轨卫星的轨道异常，是空间态势感知的重点关注对象之一。为此，提出一种从卫星的两行轨道要素编目数据中检测历史机动的方法。通过分析预报误差检测轨道参数的异常编目值，进而获得相应的历史机动信息。对卫星的两行轨道要素编目数据两两预报求差得到预报误差的样本数据后，利用期望最大化算法可以拟合得到以高斯混合模型表达的预报误差的概率分布模型；以此为基础，可以确定利用预报误差检测轨道参数异常编目值的门限；利用轨道机动与异常编目值之间的对应关系，最终实现机动检测。对典型活动卫星的机动检测结果表明，所提方法能够在准确检出历史机动事件的同时保持较低的误检率。     

直升机对鱼雷预警的可行性及战术模型

防御鱼雷是水面舰艇的重要作战任务之一,仅靠舰载声纳难以满足对鱼雷预警的需要.首先分析了直升机对鱼雷预警的可行性,研究了多种探测器材的协同预警模型,并对直升机吊放声纳和声纳浮标的预警模型进行了探讨.可对提高水面舰艇防御鱼雷的能力提供参考.     

水下基阵探测空中噪声目标建模仿真

针对水下基阵探测空中噪声目标的可行性问题,运用建模与仿真实验的手段进行了定量研究,通过建立声波由空气向海水入射的能量传播模型、海洋环境噪声模型、水下基阵的指向性增益和检测阅模型,通过仿真实验得到了当基阵检测阈及指向性增益变化时,水下对空中噪声目标的探测距离曲线,通过分析发现:在现有检测方式下,水下基阵直接探测空中噪声目标非常困难,难以对空中噪声目标实现远程预警.