吊放聲吶搜潛技術研究.pdf

1、航空反潛以其速度快、機動性強、搜索效率高、探測范圍大、隱蔽安全、受目標潛艇威脅小、攻擊效果好等優(yōu)點受到世界各國海軍的重視,已經成為對潛探測、定位、跟蹤、攻擊的最有效手段。吊放聲吶獨以尺寸小、重量輕、使用機動靈活、可重復使用等特點,目前已成為航空反潛的重要裝備之一。為了在最短的時間內以最快的速度搜索到目標潛艇,提高反潛直升機對潛搜索效能,本文結合部隊航空反潛的實際對吊放聲吶搜潛算法進行了深入細致的研究,其主要研究內容如下:
　　首先

2、,簡要介紹了論文的研究背景、意義。隨著航空反潛裝備的發(fā)展,對其研究相應展開。在吊放聲吶搜潛研究方面,主要有兩個方向:一是搜潛技術—搜索算法設計,研究如何使用吊放聲吶在最短的時間內以最快的速度搜索到隨機規(guī)避的目標潛艇;二是搜潛效能—吊放聲吶有效搜潛距離估算,研究以海洋環(huán)境噪聲變化為條件,通過仿真分析海洋環(huán)境變化對搜潛裝備有效搜潛距離的影響。本文研究搜潛技術,即搜潛算法的設計與優(yōu)化。
　　第二,結合航空反潛的實際應用,對扇形、方形、矩

3、形和鋸齒形四種典型吊放聲吶搜潛算法進行建模與仿真,并采用蒙特卡洛法分別計算其搜潛概率。結果表明:無論目標潛艇采用何種規(guī)避策略,扇形搜潛算法和方形搜潛算法要優(yōu)于矩形搜潛算法和鋸齒形搜潛算法,而鋸齒形搜潛算法要優(yōu)于矩形搜潛算法。
　　對于知道目標潛艇丟失點的位置,但不知其運動的概略方向,擬采用方形搜潛算法進行搜潛作業(yè)時,吊放倍數的選擇是個難題,不能兼顧潛艇常用的兩種規(guī)避方式,需要進行改進。
　　第三,研究了離散時空目標的最優(yōu)化搜

4、索技術,具體分析了離散目標分布函數已知時的最優(yōu)搜索策略和離散目標概率分布函數未知時的搜索概率估計及誤差分析,為優(yōu)化搜潛算法指出了方向。
　　對離散時空目標最優(yōu)化搜索技術的研究結果表明:在目標位置的分布函數未知時,可以假設一個分布函數并確定最優(yōu)搜索策略。按此策略搜索時,對實際目標的搜索概率取決于假設的分布函數與實際分布函數的誤差,即該誤差越小,對實際目標的搜索概率越接近于最優(yōu)的搜索概率。
　　在實際搜潛任務中,目標潛艇的真實分

5、布函數是難以準確描述的。假設目標在各個搜索區(qū)域的均勻分布的,最優(yōu)搜潛策略就是平均分配每點的搜索時間。這種搜索策略最易執(zhí)行,也比較符合實際情況。因此在典型搜潛算法中,在每個吊放點分配相同的搜索時間是合理的,對其進行優(yōu)化的重點應放在每個吊放點的選擇方面,即合理規(guī)劃反潛直升機的運動軌跡。
　　第四,研究了基于螺旋線的吊放聲吶優(yōu)化搜潛算法。針對應招反潛時方形算法吊放倍數的難以選擇這個問題,建立了基于螺旋線的搜潛算法模型,根據搜潛轉向角對此

6、算法模型進行了改進和優(yōu)化,分析了該算法涵蓋的潛艇規(guī)避速度范圍以及潛艇規(guī)避航向角對搜潛概率的影響,最后對螺旋線搜潛算法進行了仿真。結果表明:在相同條件下,螺旋線搜潛算法與方形搜潛算法相比,具有搜索時間短、轉向次數少、吊放點數少、搜潛概率高的優(yōu)點。
　　最后,利用遺傳算法優(yōu)化反潛直升機使用吊放聲吶時的對潛搜索路徑,設計了算法模型并進行了仿真。結果表明:經遺傳算法優(yōu)化后,搜潛算法的搜潛概率較高,搜索效能較理想。說明利用遺傳算法優(yōu)化吊放聲