水聲目標運動分析算法的研究與實現(xiàn).pdf

1、我國是擁有約300萬平方公里海洋面積的海洋大國，所以海洋安全，是國民安全的第一道防線，必須時刻堅守。在水下防御及作戰(zhàn)系統(tǒng)中，有“先發(fā)制人，后發(fā)制于人”的理念，其中“先發(fā)制人”就要依靠精確及時的水聲目標運動分析技術。本文深入研究了常規(guī)水聲目標運動分析算法，包括純方位算法、方位頻率算法以及雙/多陣算法和空時綜合算法等，通過對比仿真分析，給出這些算法的優(yōu)缺點和應用場景。針對實測數(shù)據(jù)獲取方位信息的不確定性，本文改進了傳統(tǒng)算法模型，給出了具體的解

2、決算法，仿真改進算法的性能，并進行了實際測試數(shù)據(jù)分析。基于算法研究結果，利用VS2013實現(xiàn)了目標運動分析系統(tǒng)軟件設計。
　　本文首先簡要介紹了目標運動分析的研究背景及意義，探索了各類目標運動分析技術的發(fā)展歷程。在可觀測性的基礎上，從單基陣的純方位目標運動分析算法入手，研究了最小二乘算法、基于輔助變量的偽線性算法、廣義卡爾曼濾波算法和粒子濾波算法。并搭建了MATLAB仿真環(huán)境，對各算法進行了仿真計算，通過對比試驗，驗證了純方位算法

3、在滿足一定的可觀測條件下對水下目標運動分析的可行性。
　　由于純方位目標定位算法受制于嚴格的可觀測性要求，所以本文研究了聯(lián)合多信息的目標運動分析算法，結合目標其他被動特征信息，改善定位性能，包括：基于方位頻率的目標運動分析算法、雙/多陣的目標運動分析算法和空時綜合算法等。通過建立目標運動模型對算法原理進行了深入的研究，并通過仿真驗證，為工程人員在實際應用中選擇合適的目標運動分析算法提供了依據(jù)。
　　在利用海上實測數(shù)據(jù)完成算法

4、的實踐應用過程中，發(fā)現(xiàn)實際采集數(shù)據(jù)存在非等間隔采樣的情況，所以本文提出了一種適用于非等間隔采樣的優(yōu)化算法模型，采用實時更新采樣間隔的方法解決不完全測量情況下的目標運動分析問題，擴展了目標運動分析算法的應用范圍。
　　同時，為了將研究成果同工程應用緊密結合，設計開發(fā)了目標運動分析系統(tǒng)軟件。根據(jù)工程實驗需求，該軟件平臺能夠快速建立仿真環(huán)境，完成算法性能的仿真，并且能實時處理海上采集的數(shù)據(jù)，輔助海洋研究人員進行更有效的海域監(jiān)控管理。