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。     

分布式水面舰艇编队防潜仿真系统设计

为了实现在攻防对抗条件下水面舰艇编队防潜作战过程的仿真,通过对分布式水面舰艇编队防潜仿真系统功能、组成、仿真流程和仿真模型的研究,提出了分布式水面舰艇编队防潜仿真系统的设计方案。分布式水面舰艇编队防潜仿真系统可用于研究防潜作战战法,验证新型武器系统的作战性能,论证各种反潜武器装备的作战需求。     

风对反潜巡逻机应召搜索延迟时间的影响研究

为了定量分析风对反潜巡逻机应召搜索延迟时间的影响，根据飞行气象学中风对飞行的影响描述以及实际需求，建立了反潜巡逻机飞往潜艇初始概略位置的航路模型。研究结果证明了模型的正确性，并通过仿真分析了反潜巡逻机的航速和航向、风速和风向的变化对延迟时间的影响。结果表明风对延迟时间的影响是不能忽略的，为反潜巡逻机航路的优化、应召搜索效能的提高提供了决策依据。     

舰载反潜直升机吊放声纳区域反潜策略建模

为提高舰载反潜直升机吊放声纳区域反潜搜索作战效能,对舰载反潜直升机吊放声纳区域反潜搜索策略问题进行了建模。根据潜艇目标位置信息的不确定性,研究了潜艇目标位置信息的概率分布函数,采用Markov状态转移概率矩阵描述了潜艇目标位置信息变化的方法。其次,给出了基于贝叶斯理论的潜艇目标信息概率分布函数更新公式。再次,推导了舰载反潜直升机吊放声纳区域反潜最优策略,给出了舰载直升机吊放声纳区域反潜搜索算法。最后给出了典型案例,验证了反潜搜索策略的有效性。研究成果可为舰载反潜直升机吊放声纳区域反潜提供决策依据。     

风对反潜巡逻机应召搜索延迟时间的影响研究*

为了定量分析风对反潜巡逻机应召搜索延迟时间的影响，根据飞行气象学中风对飞行的影响描述以及实际需求，建立了反潜巡逻机飞往潜艇初始概略位置的航路模型。研究结果证明了模型的正确性，并通过仿真分析了反潜巡逻机的航速和航向、风速和风向的变化对延迟时间的影响。结果表明风对延迟时间的影响是不能忽略的，为反潜巡逻机航路的优化、应召搜索效能的提高提供了决策依据。     

直升机吊放声纳搜索方法效能研究

利用直升机吊放声纳对潜艇目标进行搜索,是航空反潜作战的重要环节.引入蒙特卡罗法对吊放声纳搜潜方法进行效能评估,以概率和统计理论方法得出其搜索概率作为评定吊放声纳搜潜方法效能的指标.对三种吊放声纳搜潜方法进行了效能仿真.通过计算机模拟对三种方法对潜艇目标的搜索概率进行比较,结果表明采用蒙特卡罗法对吊放声纳搜潜方法进行效能评估是可行有效的.     

某型舰近程反潜防御区反潜直升机配置＊

针对某型舰近程反潜防御区反潜直升机的配置问题,依据近程反潜防御区反潜作战的任务、性质和兵力配置要求,提出了反潜直升机配置的基本原则,建立了反潜直升机前出距离计算模型,给出了反潜直升机配置的具体方法,并给出了具体的量化计算结果,可为编队指挥员优化某型舰近程反潜防御区反潜直升机配置提供决策支持和参考。     

基于线性数据融合的双椭圆定位模型优化算法

为了充分利用分离式台声源声纳定位系统的冗余测量信息,提高系统的定位精度,提出了基于线性数据融合的双椭圆定位模型优化算法。并通过数值仿真,对不同条件下的定位误差几何分布曲线图(GDOP)进行了研究。仿真结果表明,大部分探测范围内,两个声源之间距离的变化和时间测量误差对定位性能影响较小,而角度测量误差对该算法的定位精度影响较大。与仅利用距离信息进行定位的方法相比较,采用数据融合的优化手段,可以充分利用定位系统的冗余信息,有效地降低了系统的定位误差,探测盲区的定位性能也得到明显改善。仿真结果和性能分析为解决远距离探潜定位优化问题提供了理论依据。     

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。