非合作目標(biāo)精確定位技術(shù)研究.pdf

1、被動(dòng)跟蹤方式的靶場測控技術(shù)，無需在目標(biāo)上加裝合作信標(biāo)，因而能夠大大提高試驗(yàn)效率。傳統(tǒng)被動(dòng)方式的彈道跟蹤系統(tǒng)因測距精度差、跟蹤速度慢等局限性，一直未成為裝備定型試驗(yàn)的主力設(shè)備。隨著新型智能化魚雷的出現(xiàn)，更難以在遠(yuǎn)距離上探測和高精度測定魚雷航行的彈道。因此，高性能的水下非合作目標(biāo)定位跟蹤系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)提上了議事日程。 本文重點(diǎn)研究兩種針對(duì)非合作目標(biāo)的被動(dòng)跟蹤技術(shù)——利用魚雷輻射噪聲和低頻線譜的多基元聯(lián)合純方位被動(dòng)定位技術(shù)，以及利用魚

2、雷尋的信號(hào)的被動(dòng)定位技術(shù)。它們不僅適用于魚雷靶場的被動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，還可用于被動(dòng)測距聲納。 方位和時(shí)延差的高精度估計(jì)是提高定位跟蹤精度的關(guān)鍵。本文首先對(duì)矢量傳感器方位估計(jì)和基于目標(biāo)尋的信號(hào)的時(shí)延差估計(jì)技術(shù)進(jìn)行理論和仿真分析。單個(gè)矢量傳感器即可測定目標(biāo)方位，理論分析和湖試結(jié)果驗(yàn)證了在5km左右距離處可得到1。左右的測向精度，這為將矢量傳感器技術(shù)應(yīng)用于浮標(biāo)，進(jìn)行多基元純方位被動(dòng)彈道測量提供了理論依據(jù)。對(duì)于非合作目標(biāo)發(fā)射的窄帶脈沖信號(hào)，本

3、文提出了時(shí)延差粗測、自適應(yīng)頻率估計(jì)、自適應(yīng)相位估計(jì)、信號(hào)分組等一系列時(shí)延差估計(jì)策略，并進(jìn)行了仿真分析，為構(gòu)建基于魚雷尋的脈沖的被動(dòng)定位系統(tǒng)奠定理論基礎(chǔ)。 雙基陣純方位TMA無需本艦機(jī)動(dòng)，比通常單基陣純方位TMA具有更好的可觀測性和跟蹤性能，因此在水面艦艇綜合聲納中有很好的應(yīng)用前景。利用分布式矢量傳感器浮標(biāo)的被動(dòng)式水下跟蹤系統(tǒng)是較雙基陣純方位TMA更具有寬容性、精度更高、更易于工程實(shí)現(xiàn)的TMA方法。它利用單個(gè)矢量傳感器浮標(biāo)即可對(duì)目

4、標(biāo)進(jìn)行高精度方位估計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，通過冗余浮標(biāo)的加權(quán)綜合，大大減小了測量盲區(qū)，提高了定位精度。當(dāng)應(yīng)用多陣聯(lián)合TMA方法時(shí)，需對(duì)各基陣給出的方位數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，以保證所使用的方位數(shù)據(jù)是針對(duì)同一目標(biāo)的同一空間位置。本文提出了一種遞歸式時(shí)空關(guān)聯(lián)技術(shù)，性能穩(wěn)健。 借鑒傳統(tǒng)的三子陣被動(dòng)測距技術(shù)，用安裝在潛艇殼體上的三個(gè)接收水聽器代替接收基陣，接收魚雷發(fā)出的尋的信號(hào)，通過測量信號(hào)到達(dá)各個(gè)水聽器的時(shí)延差信息進(jìn)行方位及距離的測量。對(duì)于由時(shí)延差粗測引