匹配场处理性能仿真研究

摘要

随着匹配场处理技术在声源被动定位方面的广泛使用，出现了一系列匹配场声源定位算法，各种算法都有其不同的特点和适用要求，本文对几种典型的匹配场处理算法的处理性能进行了分析比较，采用VC++以及FORTRAN这两种语言进行混合编程，构建出用于匹配场声源被动定位的仿真软件。
　　 首先，本文介绍了匹配场处理的基本理论，主要包括拷贝场的计算、代价函数的选取以及寻优算法的基本原理，拷贝场的计算采用的是简正波模型，代价函数则选用了四种比较典型的匹配场处理器，包括最小方差处理器（MV）、多约束处理器（MC）、可变系数为2的似然处理器（VCLM2）和可变系数为3的似然处理器（VCLM3）。
　　 其次，本文考虑深海和浅海两种不同的海洋环境，基于水平阵、垂直阵、水平垂直组合阵这三种基阵类型，对四种典型的匹配场处理算法的定位性能进行了仿真分析，总结了各种算法的优缺点，然后将各种算法集成于软件的算法库中，便于日后调用。
　　 再次，针对匹配场处理算法计算速度慢，效率低的缺点，本文引入了遗传算法作为定位的优化算法，使计算过程快速收敛到最优值，在保证一定的定位精度的前提下，提高计算的效率。
　　 最后，利用VC++编写软件界面，将已经编写好的FORTRAN仿真程序集成到软件之中，生成了匹配场声源定位的仿真软件，利用此软件不仅可以对不同参数（包括海洋环境参数、基阵参数等）下的匹配场处理算法进行性能仿真分析，还可以实现匹配场的声源定位，输出声源定位的距离和深度信息。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 本文研究的历史及现状

1.3 本文的主要工作

第2章 匹配场处理

2.1 引言

2.2 拷贝声场计算模型

2.2.1 简正波模型

2.3 代价函数

2.3.1 最小方差处理器(MV)

2.3.2 多约束处理器(MC)

2.3.3 可变系数似然处理器(VCLM)

2.4 寻优算法

2.5 本章小结

第3章 匹配场代价函数性能及定位结果

3.1 匹配场代价函数性能仿真分析

3.1.1 仿真计算的环境模型

3.1.2 水平阵时的性能仿真

3.1.3 垂直阵时的性能仿真

3.1.4 水平垂直组合阵时的性能仿真

3.1.5 仿真结果分析总结

3.2 匹配场声源定位仿真

3.2.1 水平阵时的定位仿真

3.2.2 垂直阵时的定位仿真

3.2.3 水平垂直组合阵时的定位仿真

3.3 本章小结

第4章 匹配场声源定位系统仿真软件

4.1 仿真语言简介

4.1.1 FORTRAN简介

4.1.2 VC++简介

4.2 定位系统仿真软件

4.2.1 系统简介

4.2.2 定位软件主界面及各模块介绍

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢