基于陣不變量的淺海目標(biāo)定位研究.pdf

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海洋環(huán)境參數(shù)有一定先驗(yàn)知識的條件下，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，這種方法與匹配場處理技術(shù)有所不同，無需經(jīng)過大量的聲場拷貝計(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，從聲傳播的簡正波理論出發(fā)，對亥姆霍茲方程求其積分解，得到了淺海波導(dǎo)中的聲場的簡正波表示。對海面絕對軟、海底絕對硬的波導(dǎo)中的簡正波性質(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：對陣列接收信號進(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)對目標(biāo)距離估計(jì)結(jié)果的影響，同時(shí)對引起定位結(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