探雷声纳作用距离预报建模与仿真

针对复杂海洋环境下探雷声纳作用距离难以有效确定的特点,研究了探雷声纳基阵的三维指向性函数,通过建立声纳三维单波束照射海底模型,仿真计算了基于实际波束指向下声纳波束域海底混响级、目标回波级和海洋环境噪声级,实现了探雷声纳作用距离的有效预报,并重点就波束指向对声纳探测性能的影响进行了仿真验证。结果表明,研究结论对于指导探雷声纳的作战使用有重要意义。     

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。     

探雷声纳增益参数自适应调整仿真

针对探雷声纳操作过程中增益参数调整繁琐,影响水雷目标辨识的问题,定义了声纳图像亮度和对比度两个指标,设计了探雷声纳手控增益和时控增益两个参数的自适应调整方案。对仿真探雷声纳图像检验结果表明,该方案可以在少数几次的参数调整后,图像亮度和对比度比较适于水雷目标辨识,可为探雷声纳的智能化设计提供参考。     

灭雷具图像声纳可视化仿真方法

介绍了一种灭雷具上高分辨率图像声纳对目标成像显示的计算机可视化仿真方法.此方法不是针对为声纳硬件的研制或调试而提供计算机辅助设计,而是从为部队官兵提供模拟训练平台的角度出发,提出一种数学模型和物理模型相结合的建模思路.同时也简单地介绍了仿真系统中三维海底地形和目标的数据模型.     

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。     

机载激光水下探测系统

提到水下探测,无论是探潜,还是探雷,首先想到的就是声纳。例如探雷声纳包括诸如舰壳、旁扫、前视、避碰、变深、近程识别、自航变深、合成孔径、参量阵、沉积层穿透等声纳,而探潜声纳的种类有过之而无不及。尽管声纳的探测速率较低,且受水文条件制约,但却一直受到偏爱。1991年,美海军利用“魔灯”机载蓝绿激光探雷系统的样机,在3天之内成功地搜索到伊拉克在海湾布放的18枚水雷,打破了声探一统天下的局面,确立了激光探测在水下探测中的地位。迄今为止,至少有美、俄、英、日、瑞典等国从事激光探测系统的研制和生产应用。激光探测系统已从探潜、探雷扩展到海底测绘以及鱼群探测等领域。     

探测掩埋水雷的扇形波束声纳

本文介绍一种搜索范围大,探测率和分辨率较高,对海底沉积层穿透可达５米的扇形波束探雷声纳。     

双基地声纳海底界面侧向散射分析与仿真

海底界面侧向散射分析是双基地声纳探测性能的关键技术.研究分析了双基地条件下,海底界面散射与双基地几何配置之间的相互关系.根据实际配置的情形,提出了一种双基地声纳海底界面侧向散射面积的计算方法,得到了解析表达式.通过仿真实验,得到了双基地海底界面侧向散射面积与观测时间、接收指向、束宽和脉冲宽度等因素的变化规律,表明该算法是可行的,为双基地声纳系统的性能评估和合理配置、使用提供了有效的模型.     

灭雷具图像声呐探测过程仿真模型

根据灭雷具上高分辨率图像声呐的工作原理和探测过程,从为部队官兵提供模拟训练平台的角度出发,利用计算机的图形、图像处理和虚拟现实技术,提出一种数学模型和物理模型相结合的图像声呐可视化建模思路。通过仿真,证明此种方法既便于计算机实现,又符合灭雷具图像声呐的真实探测和显示过程。同时,为了整个仿真系统的需要,简单地给出了系统中三维海底地形和水雷目标的数据模型和构造方法。     

水面舰艇"自助式"模拟训练环境生成研究

分析了当前水面舰艇战术背景条件下综合对抗模拟训练存在的主要不足,在此基础上,本文提出通过外接便携式计算机构建水面舰艇“自助式”模拟训练环境并验证了其可行性。提出了该模拟训练环境的基本功能、系统组成、工作流程;探讨了舰艇实装设备驱动、实时多任务仿真环境、舰艇机动过程仿真、训练过程重演等关键技术。这一方法有助于提高水面舰艇战术背景条件下综合对抗对抗模拟训练的有效性和针对性,具有较好的推广应用前景。     

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。     

基于贝叶斯混合源分离方法的声纳探测误差模型

声纳的探测误差模型是声纳仿真的核心技术。针对现有的声纳误差白噪声模型仿真逼真度低的问题,提出了基于贝叶斯混合源分离方法,建立了声纳的探测误差模型,提高了声纳误差模型的性能。与传统的白噪声仿真方法相比,基于贝叶斯混合源分离方法的声纳误差仿真模型具有较好的逼真度,可以有效地对声纳探测误差进行建模和预测。     

基于声纳浮标的反潜直升机应召搜潜仿真研究

反潜直升机使用声纳浮标应召搜潜是其搜潜的主要方式之一.在分析声纳浮标应召搜潜特点的基础上,对仿真环境进行假设,并建立声纳浮标应召搜潜蒙特卡洛法模型,通过仿真试验对反潜直升机在一定条件下使用声纳浮标应召搜潜时声纳浮标间隔系数、螺旋系数、浮标数目和搜索阵型进行研究.得出的结论对于制定反潜作战方案具有一定的参考价值.     

基于小波变换与数学形态学的红外图像分割方法

提出一种基于小波变换和形态学相结合的红外图像分割方法,该方法利用小波变换和形态学消除红外图像的混合噪声,抑制背景干扰和增强目标;通过选择适当的结构元素进行系列形态组合运算,自适应确定阈值,提取目标;利用形态学水线区域分割法对图像进行分割,分离目标区域。实验结果表明,该方法能有效检测和分割出低信噪比复杂背景红外图像中的目标。     

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。     

反潜直升机吊声搜潜效能的建模仿真

从直升机使用吊放声纳(简称吊声)的搜潜过程入手,通过仿真环境假设,吊声搜潜效能描述,建立了吊声搜潜效能的蒙特卡洛法模型。介绍了常用搜索方法,并建立了其搜索要素表。根据模型编制了仿真程序,实现了不同搜索方法的仿真计算,为研究不同战术条件下如何合理选择有效的搜索方法奠定了基础。     

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。     

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.     

运动声呐海底混响建模及仿真研究

在水平不变海洋声道中,基于声源和接收器运动情况下窄带脉冲声传播表达式,导出了收发合置声呐在水平运动情况下的海底混响信号模型.针对模型仿真,提出了一种基于距离-方位角单元结构的混响时间序列仿真方法,该方法能够有效解决时延一多普勒单元内不同模态简正波相关散射系数难以表达的问题,并且实现了任意单元的时延一多普勒间隔小于额定分辨率.仿真结果的功率谱及概率密度分布情况显示了建模及仿真方法的有效性.