基于空域復(fù)用干擾抑制的多平臺(tái)協(xié)同定位.pdf

1、隨著水下裝備和武器平臺(tái)的隱身技術(shù)和海洋資源探測(cè)智能化、信息化技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的單基地聲納探測(cè)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(tái)資源互補(bǔ)的多平臺(tái)聲納探測(cè)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化。本文研究的問(wèn)題是在多個(gè)平臺(tái)共用同一水聲傳播環(huán)境的情況下，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)和定位。
　　本文的研究?jī)?nèi)容大致可分為三個(gè)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(tái)聲納協(xié)同定位時(shí)存在強(qiáng)直達(dá)聲干擾和同頻多源信號(hào)干擾，所以本文第

2、二部分將研究能對(duì)這兩種干擾進(jìn)行抑制的算法。最后一部分主要研究開(kāi)發(fā)了多平臺(tái)聲納協(xié)同探測(cè)與定位性能預(yù)報(bào)軟件以分析多平臺(tái)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(dá)時(shí)間和基于波達(dá)方向的雙基地定位算法。對(duì)雙基地聲納不同定位算法下的定位誤差表達(dá)式進(jìn)行了推導(dǎo)。并利用定位精度的幾何分布來(lái)表示定位誤差，分析了定位系統(tǒng)會(huì)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(duì)定位算法性能產(chǎn)生影響的因素。
　　多平臺(tái)協(xié)同探測(cè)存在強(qiáng)直達(dá)聲干擾和同頻多源信號(hào)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(diǎn)，所以強(qiáng)干擾不能得到充分抑制，從而影響檢測(cè)的性能。自適應(yīng)波束形成可以在一定的運(yùn)算準(zhǔn)則基礎(chǔ)上，尋求一個(gè)最優(yōu)的濾波過(guò)程，尋求一個(gè)最優(yōu)的權(quán)矢量，使得在保證信號(hào)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(duì)強(qiáng)直達(dá)聲干擾進(jìn)行抑制。時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)在時(shí)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(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)對(duì)同頻多源信號(hào)進(jìn)行抑制，研究了虛擬時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡對(duì)同頻多源信號(hào)干擾的抑制，通過(guò)時(shí)間反轉(zhuǎn)鏡技術(shù)能夠?qū)Φ竭_(dá)時(shí)間和到達(dá)方向非常接近的同頻多源信號(hào)進(jìn)行分辨。
　　在最后一部分中，對(duì)多平臺(tái)聲納協(xié)同探測(cè)的探測(cè)指標(biāo)進(jìn)行分析，研究多平臺(tái)聲納探測(cè)目標(biāo)品質(zhì)因數(shù)，檢測(cè)概率，覆蓋范圍，并結(jié)合前面部分的定位算法開(kāi)發(fā)了多平臺(tái)聲納協(xié)同探測(cè)與