基于干涉譜分析的單水聽(tīng)器被動(dòng)定位技術(shù)研究.pdf

1、水下被動(dòng)定位技術(shù)一直以來(lái)是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，目前成熟的技術(shù)主要是三子陣定位技術(shù)。隨著對(duì)水下聲場(chǎng)的進(jìn)一步深入，出現(xiàn)了以聲場(chǎng)分析為基礎(chǔ)的匹配場(chǎng)被動(dòng)定位技術(shù)。TMA技術(shù)則通過(guò)對(duì)一段時(shí)間內(nèi)數(shù)據(jù)的綜合利用，來(lái)對(duì)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行分析。它們是被動(dòng)定位技術(shù)中新發(fā)展起來(lái)的兩個(gè)熱點(diǎn)。本文以這兩種方法為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)分析低頻矢量聲場(chǎng)，探索適用于單水聽(tīng)器(矢量水聽(tīng)器)的被動(dòng)定位新方法。 本論文的研究工作分為三個(gè)部分：1)低頻矢量干涉聲場(chǎng)分析2)基于STFT

2、-Hough變換的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)分析3)基于干涉頻率周期的目標(biāo)被動(dòng)定位技術(shù)研究。 文中首先根據(jù)射線理論建立了低頻矢量聲場(chǎng)的模型，給出了傳播損失曲線，與波動(dòng)理論結(jié)果進(jìn)行了比較，說(shuō)明射線理論在近距離是波動(dòng)理論的良好近似。并且對(duì)聲壓、振速的干涉現(xiàn)象進(jìn)行了分析，說(shuō)明了聲壓和水平振速符合一致的傳播規(guī)律。之后，以干涉聲場(chǎng)分析為基礎(chǔ)，分析了水面艦船干涉條紋的雙曲線簇分布規(guī)律，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)(包括速度、深度和水平距離)將決定雙曲線簇的形狀。分別討論了

3、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)在深海和淺海狀態(tài)下，干涉條紋的不同特點(diǎn)。Hough變換是一種用于邊緣檢測(cè)的圖像處理手段，在水聲信號(hào)處理中已被用來(lái)與時(shí)頻分析手段聯(lián)合起來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行估計(jì)，例如Wigner-Hough變換利用對(duì)直線的Hough變換來(lái)估計(jì)線性調(diào)頻信號(hào)斜率等。針對(duì)干涉譜雙曲線型條紋，本文利用Hough變換提取雙曲線參數(shù)，可以分析目標(biāo)的航速、航深和最近通過(guò)距離。最后，文章從理論上分析了干涉譜中頻率周期的物理意義，給出了測(cè)量干涉頻率周期的方法——倒譜分析。討