基于水下小平臺的被動聲探測定位技術研究.pdf

1、水下小型武器平臺具有無人控制自主工作的特點,具有對水面艦船和水下目標兩種目標自主探測、定位的能力,戰(zhàn)場無人化的發(fā)展趨勢要求水下作戰(zhàn)平臺進一步提高對目標的定位距離、定位精度和打擊效能。
　　論文針對水下小型武器平臺對目標探測定位這一需求進行了理論和試驗研究。論文首先闡述了研究背景,分析了小型武器平臺的發(fā)展需求,對水下目標定位跟蹤方法做了回顧和比較,對水下小型武器平臺的工作環(huán)境和工作特點進行了分析。
　　由于探測系統(tǒng)工作在水下小

2、型平臺上,平臺的結構和尺度限制了聲學基陣的陣形和孔徑,進而限制了聲學探測系統(tǒng)的工作方式和性能。本論文在對現(xiàn)有的小平臺聲學探測基陣進行分析的基礎上提出了適用于小平臺的平面三元等邊陣、平面三元直角陣和立體正三棱錐陣三種陣形,推導了定位解算公式,分析了影響解算精度的因素,仿真研究了對水面目標的定位精度,給出了三種陣形能達到的定位精度和最佳定位區(qū)域,在水下平臺實際應用條件下分析了探測系統(tǒng)達到的定位精度,為水下小平臺探測系統(tǒng)的聲學基陣設計拓寬了思

3、路并提供了理論參考。
　　水下小平臺探測包括對水下目標的方位、距離和深度的測量。為了解決靜止不動、單點獨立的水下小平臺對水下目標的定位問題,本論文充分利用了水下目標聲信號在水聲信道傳播中的多途信息,利用倒譜技術實現(xiàn)了多途時延的提取,提出了一種利用超短基陣定向與多途時延估計相結合的水下目標定位方法,湖上試驗數(shù)據(jù)證明了方法的有效性和可行性。
　　本論文將矢量水聽器技術應用于水下小平臺探測,提出了基于矢量水聽器極性信號處理的目標檢

4、測方法,推導了解算公式,分析了處理增益,并進行了仿真驗證;結合移相網(wǎng)絡實現(xiàn)了超低功耗的目標檢測系統(tǒng)設計,突破了水下小平臺對低功耗和小尺度要求的瓶頸。湖上試驗證明了該方法的有效性和可靠性。
　　論文結合水下小型武器平臺的發(fā)展需求,通過系統(tǒng)研究,完成了探測系統(tǒng)布陣形式、信號處理方法的理論分析和技術實現(xiàn),形成了完整的小型水下主動攻擊武器平臺目標探測的方案體系,提出的定位方法解決了水下小型平臺對水面和水下目標探測、定位的難題,對研制新型水