基于干涉譜分析的單水聽器被動定位技術研究.pdf

1、水下被動定位技術一直以來是人們關注的焦點，目前成熟的技術主要是三子陣定位技術。隨著對水下聲場的進一步深入，出現(xiàn)了以聲場分析為基礎的匹配場被動定位技術。TMA技術則通過對一段時間內(nèi)數(shù)據(jù)的綜合利用，來對目標運動狀態(tài)進行分析。它們是被動定位技術中新發(fā)展起來的兩個熱點。本文以這兩種方法為出發(fā)點，通過分析低頻矢量聲場，探索適用于單水聽器(矢量水聽器)的被動定位新方法。 本論文的研究工作分為三個部分：1)低頻矢量干涉聲場分析2)基于STFT

2、-Hough變換的目標運動分析3)基于干涉頻率周期的目標被動定位技術研究。 文中首先根據(jù)射線理論建立了低頻矢量聲場的模型，給出了傳播損失曲線，與波動理論結(jié)果進行了比較，說明射線理論在近距離是波動理論的良好近似。并且對聲壓、振速的干涉現(xiàn)象進行了分析，說明了聲壓和水平振速符合一致的傳播規(guī)律。之后，以干涉聲場分析為基礎，分析了水面艦船干涉條紋的雙曲線簇分布規(guī)律，目標運動的狀態(tài)(包括速度、深度和水平距離)將決定雙曲線簇的形狀。分別討論了

3、目標運動在深海和淺海狀態(tài)下，干涉條紋的不同特點。Hough變換是一種用于邊緣檢測的圖像處理手段，在水聲信號處理中已被用來與時頻分析手段聯(lián)合起來對信號進行估計，例如Wigner-Hough變換利用對直線的Hough變換來估計線性調(diào)頻信號斜率等。針對干涉譜雙曲線型條紋，本文利用Hough變換提取雙曲線參數(shù)，可以分析目標的航速、航深和最近通過距離。最后，文章從理論上分析了干涉譜中頻率周期的物理意義，給出了測量干涉頻率周期的方法——倒譜分析。討