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1、水聲定位研究是水聲技術(shù)中的一個(gè)重要的方面。在軍用方面,水聲定位技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)敵方目標(biāo)的精確定位;在民用方面,可以用于水下天然氣或石油資源勘探、漁業(yè)資源的發(fā)現(xiàn)以及生物學(xué)研究等方面。目前,已經(jīng)發(fā)展起來(lái)較為成熟的定位技術(shù)有:傳統(tǒng)的三元陣定位技術(shù)、匹配場(chǎng)處理技術(shù)、目標(biāo)運(yùn)動(dòng)分析技術(shù)和波導(dǎo)不變量定位技術(shù)。本文研究了一種基于陣不變量的定位方法,這種方法可以在不需要對(duì)海洋環(huán)境參數(shù)有一定先驗(yàn)知識(shí)的條件下,充分利用海洋波導(dǎo)中的頻散現(xiàn)象和陣列增益實(shí)現(xiàn)淺海波導(dǎo)
2、中目標(biāo)的定位。另外,這種方法與匹配場(chǎng)處理技術(shù)有所不同,無(wú)需經(jīng)過(guò)大量的聲場(chǎng)拷貝計(jì)算,計(jì)算量較小。
在分析回顧水聲被動(dòng)定位技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀的前提下,本文的具體工作內(nèi)容從如下幾個(gè)方面展開:
首先,從聲傳播的簡(jiǎn)正波理論出發(fā),對(duì)亥姆霍茲方程求其積分解,得到了淺海波導(dǎo)中的聲場(chǎng)的簡(jiǎn)正波表示。對(duì)海面絕對(duì)軟、海底絕對(duì)硬的波導(dǎo)中的簡(jiǎn)正波性質(zhì)進(jìn)行了介紹,包括截止頻率、相速度、群速度和俯仰角等。基于陣不變量的概念,給出了陣不變量的修正表達(dá)式,
3、此部分亦是該論文研究的理論基礎(chǔ)。
其次,基于陣不變量理論開展了淺海波導(dǎo)條件下垂直陣和水平陣的目標(biāo)定位仿真研究。定位的基本思想是:對(duì)陣列接收信號(hào)進(jìn)行時(shí)延波束形成,得到目標(biāo)方位-時(shí)延模糊平面,基于圖像處理技術(shù)提取陣不變量,從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)距離估計(jì)。此外,改變了海洋環(huán)境參數(shù),研究不同的環(huán)境參數(shù)對(duì)目標(biāo)距離估計(jì)結(jié)果的影響,同時(shí)對(duì)引起定位結(jié)果誤差的因素進(jìn)行了分析。
最后,利用湖試數(shù)據(jù),對(duì)基于陣不變量的目標(biāo)定位方法進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。分析
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