单矢量水听器被动定位方法研究

摘要

一直以来，水声定位技术是水声工程研究的热点。因为单个声压水听器没有测向能力，所以水声定位技术通常是通过多基元组成的阵列来实现。单个矢量水听器可以同步共点测量声场中的声压与振速信息，单次测量可以对目标进行方位估计。当目标以某一规律运动时，目标与矢量水听器的相对位置就有可能通过多次测量来继续解算得到。本论文就是以此为出发点，对单矢量水听器的方位估计、单矢量水听器被动定位技术及其应用展开研究，具体工作如下：
　　首先，论文对单矢量水听器方位估计方法展开研究。其中包括基于单矢量水听器的加权直方图和直方图两种方位估计方法，对影响其方位估计性能的因素进行分析，讨论了其方位估计性能，指出其在实际使用中需要注意的事项。论文给出的基于包络谱的方位估计方法，能够有效解决矢量水听器包络谱方位估计的模糊问题，可以有效实现多目标的方位估计。对矢量水听器的南海海试数据进行了处理，对所研究内容进行了验证。
　　然后，给出了单矢量水听器的被动定位方法。一是纯方位的被动定位方法，即仅仅利用测点相对位置和矢量水听器方位估计结果确定测点与矢量水听器的相对位置。二是单矢量水听器对匀速直线运动目标的被动定位方法，即假设目标以某一速度直线运动，利用频谱信息或者 GPS信息获得速度，结合方位信息对目标进行定位。论文对两种方法性能进行了计算机仿真，并利用海试数据进行了验证。
　　最后，结合单矢量水听器的被动定位方法对水面船目标辐射噪声的方向特性进行了估计。给出了强线谱和包络谱的方向特性估计方法，并利用该方法对海上试验数据进行了处理，得到了一些有意义的结果。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 论文背景与意义

1.2 被动定位技术发展现状

1.3 矢量水听器的发展现状

1.4 论文主要工作内容

第2章 基于包络谱的单矢量水听器的方位估计方法

2.1 单矢量水听器方位估计

2.2 基于包络谱的方位估计

2.3 海试数据验证

2.4 本章小结

第3章 匀速直线运动目标被动定位方法研究

3.1 数学模型

3.2 单矢量水听器水平位置的纯方位标校方法

3.3 单矢量水听器对匀速直线运动目标的被动定位

3.4 海试数据处理结果

3.5 本章小结

第4章 目标辐射噪声典型谱线空间特性估计

4.1 水面船目标辐射噪声空间分布特性概述

4.2 目标辐射噪声空间分布特性估计方法

4.3 海试数据处理结果

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢