水下動目標(biāo)被動跟蹤研究.pdf

1、本論文著重討論矢量傳感器浮標(biāo)陣的被動跟蹤問題,對涉及到的理論作了全面而深入的研究.在總體分析方面,研究工作包括定位解算模型、跟蹤誤差的空間分布、方位時間序列的后置平滑以及軌跡跟蹤的仿真評估等內(nèi)容.為了給方位估計的性能分析預(yù)備必要的統(tǒng)計知識,必需首先研究單矢量傳感器互譜估計的統(tǒng)計特性.在數(shù)學(xué)上描述了矢量傳感器的輸出模型、傳感器輸出模型的平穩(wěn)性與遍歷性、矢量傳感器互譜估計的一、二階矩和相關(guān)矩,并最終給出了互譜的一維概率密度函數(shù).同一單頻信號

2、的多路提取,既可以是空間分置的多個傳感器,也可以是單一傳感器的分時提取.背景噪聲一旦相互獨立且積分時間足夠長,那么互譜算法則將充分地抑制噪聲,理論上能夠獲得干凈的信號(自)功率譜.就信號譜線而言,互譜對于多路信號的相位關(guān)系過于敏感,相位差的余弦因子導(dǎo)致實測信號功率的衰弱.由于相位差的緣故,目標(biāo)的機(jī)動、各傳感器相對位置的變化以及單傳感器分時提取的不確定,都有可能造成信號譜線的隨機(jī)起伏.本論文關(guān)于互譜估計統(tǒng)計特性的研究帶有普遍的理論意義,而

3、進(jìn)一步深入到方位估計的討論,才是單矢量傳感器的特殊問題.新的理論在剖析實驗數(shù)據(jù)的方面顯得游刃有余,成功地提取了各向同性噪聲和目標(biāo)信號的各種信息.單矢量傳感器難以區(qū)分同頻多目標(biāo),但至少可以給出惟一的合成方位.基于線陣的左右舷模糊,一旦多目標(biāo)被左右分割,那么二元聲壓陣則將多目標(biāo)的空間位置重新予以分配,即按"鏡像"關(guān)系映射至同一側(cè)半無界空間.而矢量傳感器依然保留實際的多目標(biāo)空間分布,于是同一事物出現(xiàn)了迥然不同的物理現(xiàn)象,必然有加以利用的價值.

4、兩種傳感器在合成方位上的差異,可以用來識別同頻多目標(biāo)的合成線譜,并且不改變傳感器的小尺度特征.水下GPS的應(yīng)用比較廣泛.作為可能的應(yīng)用之一,本論文提出了潛艇導(dǎo)航偏差的單GPS浮標(biāo)的簡易校正方法.潛艇慣導(dǎo)的累積誤差,屬于可修正的系統(tǒng)誤差,論文工作包括校正模型的建立、潛艇航路設(shè)計的可觀測性分析,以及模型的精度控制與仿真評估.論文提出的上述方法與研究,都是對需求背景作了某些預(yù)期或假想.關(guān)于互譜統(tǒng)計特性的理論,還可以直接應(yīng)用于艦船輻射噪聲的測試