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数字式噪声目标被动测距声纳研究

主动声纳在测距的时候要发射信号,这就给对方的声纳提供了信号,这一点对潜艇是很不利的。因此,被动声纳就成为了潜艇的主战声纳,针对更具普遍意义的噪声目标,噪声目标测距技术是其中的重要研究课题。本文的目的在于研究并设计数字式噪声目标被动测距系统,解决传统声纳中存在的一些弊端,实现对噪声目标的全程测距,对快速运动目标的跟踪测距,使系统不受安装场合的限制,适用于不同的舷侧三元子阵。噪声目标被动测距声纳一般是通过估计目标辐射噪声到达3个阵元的时间差来测定目标距离的。本文推导了任意直线阵型的三元子阵被动测距、测向公式,分析了时延估计的一般特性。为了实现目标的全程测距,首先要求接收阵的孔径应较大,以实现对远程目标距离的有效估计。此外,在信号处理方面也需要采取一定的技术手段:区分中远程和近程两种目标状态,采用不同的时延估计方法。对于中远程目标,信噪比较低,相关峰不明显,根据跟踪系统提供的方位字,利用“K系数分配法”进行时延估计;对于近程目标采用“  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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噪声目标被动测向问题研究

被动声纳因隐蔽性好等优点而倍受关注,成为潜艇的主战声纳。传统被动声呐系统多半采用中小规模集成电路,体积较大,硬件处理能力低。定位精度未得到充分挖掘,跟踪目标能力受限,因此需要用现代信号处理方法和电子技术对其进行改进。使系统集成化、数字化、小型化,运算速度和精度也将得到提高。测向模块是被动声纳系统中的一个至关重要的组成部分。它的作用是能够在360°全方位内侦查并发目标,可同时对多个(最多3个)目标进行跟踪,并向测距模块提供测向数据。论文研究的主要内容是改进和实现被动声纳的测向模块。论文阐述了被动声纳测向原理及物理基础,并分析了影响测向精度的主要因素。给出了一个完整的测向方法——互相关法测向并分析了其CRLB界。其次介绍了噪声被动测向的各组成部分,包括预处理机、波束形成器、广义互相关器、测向时延估计器、后置滤波器和跟踪器等。对时延波束形成、滑动窗户相关等算法进行了仿真研究,对比新旧算法的优缺点,进行了详细的性能分析。最后论文介绍了测...  (本文共95页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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被动声纳仿真信号源研究与实现

主动声纳在测距的时候要发射信号,这就给对方的声纳提供了信号,这一点对潜艇是很不利的。因此,被动声纳就成为了潜艇的主战声纳,针对更具普遍意义的噪声目标,噪声目标测距技术是其中的重要研究课题。本文的目的在于研究并设计数字式自检系统,为被动测距系统提供被动的噪声信号源和脉冲侦查信号源。针对三元子阵,本系统可以提供某区域的范围内的仿真信号源。噪声目标被动测距声纳一般是通过估计目标辐射噪声到达3个阵元的时间差来测定目标距离的。本文推导了任意直线阵型的三元子阵被动测距、测向公式,分析了时延估计的一般特性。为了实现对目标的完整模拟,文章首先介绍了一些信号处理的手段:区分中远程和近程两种目标状态,采用不同的时延估计方法。对于中远程目标,信噪比较低,相关峰不明显,根据跟踪系统提供的方位字,利用“K系数分配法”进行时延估计;对于近程目标采用“K系数分配法”会产生测距模糊问题,但近程信噪比较高,相关峰明显,可以较准确地找到峰值的位置,利用“直接测量法...  (本文共97页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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高分辨率成像声纳图像识别技术研究

本论文是在“十五”预研项目——智能水下机器人“水下目标声探测与识别技术”的基础上进行的。论文以工程中的实际问题为着眼点,深入研究了机器人声视觉系统的构建与设计、侧扫声纳和前视声纳的图像预处理、特征提取与识别等技术。主要内容包括:(1)综述了国内外水下智能机器人、水下目标识别技术的研究现状与基于声纳图像的水下目标识别的主要设备和方法;详细的介绍了当前图像识别系统的组成和主要技术手段。(2)综述了目前国际上先进的高分辨率成像声纳——高分辨侧扫声纳、声透镜声纳和三维成像声纳的技术特点与性能;以军用智能水下机器人中“水下目标声探测与识别技术”课题中声视觉系统的主要任务为基础,设计了一种新的声视觉系统构建方式和工作过程,使水下智能机器人能够同时探测前方和下方海域,并具备了在远距离上粗略的目标分类能力和近距离的精确目标识别能力,能够更有效的完成水下目标探测和识别的任务。(3)分析了声纳图像在成图过程中所受到的噪声干扰。深入研究了脉冲耦合神经...  (本文共168页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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基于多站址信息综合的水下探测定位技术研究

多站址综合检测系统(双、多基地声纳)由于其收发设备分置,因而在水下目标的检测和定位方面,具有很多独特的优点。目前,对于双/多基地声纳的研究,已经引起人们极大的关注。本文依据双/多基地声纳的工作特点,对双/多基地声纳应用中的各种定位方法进行了研究;并通过仿真,对各种方法进行了性能评估和比较。本文的主要研究内容包括以下几个方面:1.从双基地声纳的几何关系出发,列出了双基地声纳方程。对声纳方程中各参数的物理意义及影响因素进行了详细讨论。在对双基地声纳定位原理和定位误差分析的基础上,采用定位精度的几何解释(GDOP)来表示双基地声纳的定位误差。2.针对双基地声纳水下目标定位问题,讨论了二维目标定位的六种基本方法以及优化方法。通过数值仿真,对基本方法中的四种方法的定位性能进行了研究讨论,给出了双基地声纳定位误差的几何分布图。同时,通过对系统各个因素,如系统的各观测量的测量误差、站址误差、基线长度、声速波动等参数对算法性能的影响,得出了各方...  (本文共160页) 本文目录 | 阅读全文>>

《科技创新与应用》2018年33期
科技创新与应用

声纳技术的发展道路

1声纳技术概述1.1声纳设备的定义利用声波在水下的传播特征,通过电声转换和信导处理技术完成水下目标的探测,进行水下通讯和遥测的设备称为声纳设备。1.2声纳技术的发展历程水下声波的应用构成了声纳学这门学科,“声纳”是在第二次世界大战的中后期根据英文中“声波导航测距”(soundnavigation and ranging)的首字母进行音译来的,利用水声声纳学进行各种探测的系统叫做声纳系统。十九世纪初期,西方国家在对水下物体探测技术上进行了很多研究,包括探测热能、磁能、电磁和声波的方法,其中声波探测方法是这几种当中最为有效的。随后各国在此基础上对该技术进行了进一步的研究,其中主动声纳和被动声纳是主要的研究对象,与此同时传播介质、假设检验和估计理论也被提到了研究议程上。到了十九世纪三四十年代,美国人开始广泛研究水声传播、噪音、混响和反射理论,并在运用计算机对声传播方程的计算以及水下运用发射转换器将水声与电能互相转换的技术方面取得了长足...  (本文共2页) 阅读全文>>

《勘察科学技术》2013年04期
勘察科学技术

浅析旁侧声纳技术在天津某海区牡蛎礁地质勘查中的应用

1引言旁侧声纳技术是探测海洋环境中目标物赋存状态的有效方法之一。旁侧声纳技术的基本原理是用声纳的电声脉冲不断地向海底发射声波信号并接收回波信号,记录声信号从发射到接收的走时和反射脉冲强度,形成海底二维平面图像。本文以天津某海区牡蛎礁地质勘查中旁侧声纳技术运用为例,对发育于该海区的牡蛎礁体进行了详细而系统的地质勘查。本次勘查借助先进的旁侧声纳技术,辅助浅地层剖面仪及高精度的卫星导航系统,查明了牡蛎礁体的分布范围和生长条件的地质环境,为以后该海区牡蛎礁体的保护、开发及利用,提供了重要的参考依据。2旁侧声纳2.1旁侧声纳工作原理旁侧声纳是利用超声波在水中传播和反射的原理,设计制造而成的一种探测海底地貌的仪器装置。当安装在探头上的换能器把供给的电能变成声能,并以一定频率的声波向海底发射时,声波便以1500m/s的速度向海水中迅速地传播,并向预定的方向散射。当声波到达海底时,由于海底的地貌形态是起伏多样的,因此,有一部分声波则对应于反射点...  (本文共3页) 阅读全文>>