基于能量約束的組網(wǎng)聲納探測性能研究.pdf

1、隨著對聲納平臺水下探測性能需求的逐漸提高，組網(wǎng)聲納探測系統(tǒng)越來越成為人們關心的研究領域。傳統(tǒng)的單平臺主、被動聲納探測系統(tǒng)，由于探測信息的不完全性，難以完成對目標的準確探測。組網(wǎng)聲納系統(tǒng)則可將各平臺的探測結果進行融合，以提高探測性能。本文建立了組網(wǎng)聲納系統(tǒng)在淺海環(huán)境中的探測模型，并根據(jù)最終的探測結果進行平臺配置優(yōu)化。
　　全文研究內(nèi)容分為兩個部分，第一部分主要是基于單、多平臺聲納方程，建立組網(wǎng)聲納系統(tǒng)的區(qū)域探測性能模型;第二部分主要

2、是利用得到的探測模型結合粒子群優(yōu)化算法進行平臺優(yōu)化配置。
　　第一部分首先分析了水聲信道的基本特性，并利用Bellhop射線聲學軟件獲得組網(wǎng)聲納的傳播損失分布。接下來分析海洋環(huán)境噪聲、平臺自噪聲與輻射噪聲等有關特性，建立組網(wǎng)聲納探測系統(tǒng)在噪聲場的物理模型，并進行了相關仿真分析。其次，針對工作在近海環(huán)境中的主動聲納系統(tǒng)，受海洋混響的影響嚴重，尤以海底混響為主要限制約束。因此，本文研究了基于Voronovich小斜面近似理論和Wurm

3、ser粗糙彈性海底理論的海底散射強度計算方法，建立組網(wǎng)聲納探測系統(tǒng)在淺海混響場的物理模型。最后在各種限制條件下，分析了組網(wǎng)聲納系統(tǒng)的探測性能。探測模型具有平臺數(shù)目位置、傳播特性、海洋環(huán)境特性、目標運動姿態(tài)等參數(shù)可調(diào)整的特性。實現(xiàn)對區(qū)域探測性能的預報。
　　第二部分首先介紹了標準粒子群優(yōu)化算法原理和特性，并進行了仿真分析。接下來，針對組網(wǎng)聲納系統(tǒng)進行平臺優(yōu)化配置使覆蓋范圍達到最大化的問題，研究了一種基于標準粒子群優(yōu)化算法的改進算法，