基于陣不變量的淺海目標定位研究.pdf

1、水聲定位研究是水聲技術中的一個重要的方面。在軍用方面，水聲定位技術可以實現(xiàn)對敵方目標的精確定位；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)以及生物學研究等方面。目前，已經(jīng)發(fā)展起來較為成熟的定位技術有：傳統(tǒng)的三元陣定位技術、匹配場處理技術、目標運動分析技術和波導不變量定位技術。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)有一定先驗知識的條件下，充分利用海洋波導中的頻散現(xiàn)象和陣列增益實現(xiàn)淺海波導

2、中目標的定位。另外，這種方法與匹配場處理技術有所不同，無需經(jīng)過大量的聲場拷貝計算，計算量較小。
　　在分析回顧水聲被動定位技術國內外現(xiàn)狀的前提下，本文的具體工作內容從如下幾個方面展開：
　　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，得到了淺海波導中的聲場的簡正波表示。對海面絕對軟、海底絕對硬的波導中的簡正波性質進行了介紹，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式，

3、此部分亦是該論文研究的理論基礎。
　　其次，基于陣不變量理論開展了淺海波導條件下垂直陣和水平陣的目標定位仿真研究。定位的基本思想是：對陣列接收信號進行時延波束形成，得到目標方位-時延模糊平面，基于圖像處理技術提取陣不變量，從而實現(xiàn)目標距離估計。此外，改變了海洋環(huán)境參數(shù)，研究不同的環(huán)境參數(shù)對目標距離估計結果的影響，同時對引起定位結果誤差的因素進行了分析。
　　最后，利用湖試數(shù)據(jù)，對基于陣不變量的目標定位方法進行了試驗驗證。分析