基于多站址信息綜合的水下探測(cè)定位技術(shù)研究.pdf

1、多站址綜合檢測(cè)系統(tǒng)(雙、多基地聲納)由于其收發(fā)設(shè)備分置，因而在水下目標(biāo)的檢測(cè)和定位方面，具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。目前，對(duì)于雙/多基地聲納的研究，已經(jīng)引起人們極大的關(guān)注。本文依據(jù)雙/多基地聲納的工作特點(diǎn)，對(duì)雙/多基地聲納應(yīng)用中的各種定位方法進(jìn)行了研究；并通過(guò)仿真，對(duì)各種方法進(jìn)行了性能評(píng)估和比較。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 1．從雙基地聲納的幾何關(guān)系出發(fā)，列出了雙基地聲納方程。對(duì)聲納方程中各參數(shù)的物理意義及影響因素進(jìn)行了詳細(xì)討

2、論。在對(duì)雙基地聲納定位原理和定位誤差分析的基礎(chǔ)上，采用定位精度的幾何解釋(GDOP)來(lái)表示雙基地聲納的定位誤差。 2．針對(duì)雙基地聲納水下目標(biāo)定位問(wèn)題，討論了二維目標(biāo)定位的六種基本方法以及優(yōu)化方法。通過(guò)數(shù)值仿真，對(duì)基本方法中的四種方法的定位性能進(jìn)行了研究討論，給出了雙基地聲納定位誤差的幾何分布圖。 3．討論了當(dāng)雙基地聲納系統(tǒng)可同時(shí)獲得三個(gè)觀測(cè)量時(shí)，對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行空間三維定位的四種方法。通過(guò)數(shù)值仿真，討論了各方法的定位性能，

3、做出定位誤差的幾何分布圖。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)各個(gè)因素算法定位性能的影響，得出了各方法定位誤差的分布規(guī)律；將仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，得出結(jié)論：距離信息對(duì)算法的定位性能影響較小，系統(tǒng)的定位性能主要受角度觀測(cè)信息的影響較大。 4．把雙基地聲納系統(tǒng)的定位方法推廣到多基地聲納系統(tǒng)的研究中，討論了多基地聲納系統(tǒng)利用距離信息進(jìn)行定位的定位原理，并對(duì)不同站址布局下，系統(tǒng)的誤差分布特點(diǎn)進(jìn)行了研究，得出最優(yōu)的站址布局方案。同時(shí)，以某型聲納為實(shí)例，討論了多基地聲納

4、的配置方案。 5．針對(duì)影響聲納性能的混響，對(duì)各種類(lèi)型混響產(chǎn)生的機(jī)理進(jìn)行了分析，研究了混響的相關(guān)特性和統(tǒng)計(jì)特性，并提出幾種混響抑制方法。重點(diǎn)研究了雙基地聲納的各種散射模型(海底散射模型、海面散射模型、體積散射模型)，通過(guò)對(duì)各種影響因素的分析，給出了各種模型的明確表達(dá)式，并對(duì)模型進(jìn)行了仿真分析。模型仿真結(jié)果表明，影響雙基地聲納混響的因素眾多，每個(gè)因素在對(duì)雙基地混響的貢獻(xiàn)是不一樣的，雙基地角度的配置和界面性質(zhì)變化對(duì)混響的影響很大，而聲