基于空域復(fù)用干擾抑制的多平臺協(xié)同定位.pdf

1、隨著水下裝備和武器平臺的隱身技術(shù)和海洋資源探測智能化、信息化技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的單基地聲納探測范圍和精度已經(jīng)不能滿足需求，于是現(xiàn)階段研究逐漸向作業(yè)空間共享、信息平臺資源互補的多平臺聲納探測網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化。本文研究的問題是在多個平臺共用同一水聲傳播環(huán)境的情況下，對目標(biāo)進行探測和定位。
　　本文的研究內(nèi)容大致可分為三個部分，第一部分主要研究了多種雙基地、三基地聲納定位方法，由于多平臺聲納協(xié)同定位時存在強直達聲干擾和同頻多源信號干擾，所以本文第

2、二部分將研究能對這兩種干擾進行抑制的算法。最后一部分主要研究開發(fā)了多平臺聲納協(xié)同探測與定位性能預(yù)報軟件以分析多平臺聲納協(xié)同工作的性能。
　　在第一部分中，首先研究了基于雙基地聲納的定位原理，分別包括基于波達時間和基于波達方向的雙基地定位算法。對雙基地聲納不同定位算法下的定位誤差表達式進行了推導(dǎo)。并利用定位精度的幾何分布來表示定位誤差，分析了定位系統(tǒng)會受到哪些不同參數(shù)的影響；其次分別研究了基于線性最小二乘方法和基于數(shù)據(jù)融合算法的三基

3、地聲納定位方法，并分析了對定位算法性能產(chǎn)生影響的因素。
　　多平臺協(xié)同探測存在強直達聲干擾和同頻多源信號干擾，在本文的第二部分研究了抑制這兩種干擾的算法。在存在干擾的情況下，常規(guī)波束形成在干擾方向不能自適應(yīng)地形成足夠深的零點，所以強干擾不能得到充分抑制，從而影響檢測的性能。自適應(yīng)波束形成可以在一定的運算準(zhǔn)則基礎(chǔ)上，尋求一個最優(yōu)的濾波過程，尋求一個最優(yōu)的權(quán)矢量，使得在保證信號功率一定的情況下，最大化抑制干擾和噪聲的功率。所以在后一部

4、分采用MVDR對強直達聲干擾進行抑制。時間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)在時間上具有良好的壓縮性、在空間上具有良好的聚焦性。本文采用時間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)對同頻多源信號進行抑制，研究了虛擬時間反轉(zhuǎn)鏡對同頻多源信號干擾的抑制，通過時間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)能夠?qū)Φ竭_時間和到達方向非常接近的同頻多源信號進行分辨。
　　在最后一部分中，對多平臺聲納協(xié)同探測的探測指標(biāo)進行分析，研究多平臺聲納探測目標(biāo)品質(zhì)因數(shù)，檢測概率，覆蓋范圍，并結(jié)合前面部分的定位算法開發(fā)了多平臺聲納協(xié)同探測與