水声目标辐射噪声的建模与仿真技术研究

海洋环境与目标特征的复杂性深刻影响着声纳设备的使用性能,仿真是掌握声纳设备在多变的海洋环境能够达到的实际性能的重要手段。针对声纳设备使用性能分析的仿真包括海洋环境仿真、目标特性仿真和声纳装备仿真,其中目标辐射噪声信号的建模仿真是整个仿真过程中的重要组成部分。介绍的对目标辐射噪声信号的仿真建模方法可用于分析和研究声纳的被动探测能力,对声纳设备的操作使用与发展研究具有重要意义。     

潜艇规避对主动声纳浮标作战效能影响研究

根据主动声纳浮标搜潜的工作过程,对潜艇规避对主动声纳浮标作战效能的影响进行了研究。建立了主动声纳浮标的数学检测模型。利用平滑平均声场理论推导了潜艇深度变化后浮标的探测范围,从检测概率和探测距离两个方面研究了潜艇采用不同规避航向、航深、以及海况对浮标作战效能的影响。仿真结果表明:在一定条件下,潜艇采用合适的规避策略,会显著降低主动声纳浮标的作战效能。     

声纳浮标与磁探联合搜潜仿真研究

在声纳浮标和磁探搜潜原理的基础上,建立了在被动全向声纳浮标探测到潜艇目标的条件下,利用磁探仪对潜艇进行定位的相关数学模型,仿真分析了声纳浮标作用范围、磁探仪高度、潜艇下潜深度等因素对搜潜概率及搜潜效率的影响,获得了有益的效果.     

基于水声环境的潜艇阵地优化方法研究

针对现有阵地伏击战法主要根据作战任务对阵地进行规划的不足及水声环境对潜艇隐蔽性和声纳探测效能的影响,系统分析了水声环境对阵地设伏战法的影响,通过建立声纳探测模型,并针对目标深度不确定情况下的探测对策对我潜艇声纳作用距离进行了量化,提供了潜艇伏击阵地的优化配置方法。仿真结果表明该方法对提高潜艇的攻防能力具有较强的实用性。     

潜艇螺旋桨空化临界特性仿真

引起潜艇暴露的重要因素是它产生的声场,螺旋桨的空化噪声是潜艇辐射噪声高频部分的主要成分.航速和下潜深度对潜艇螺旋桨空化噪声影响显著.从螺旋桨升力面理论出发,建立了一种计算螺旋桨空化临界速度和空化临界深度的方法,并对潜艇螺旋桨空化临界特性进行了仿真分析.计算结果与测试结果的比较验证了该算法的有效性.     

反潜直升机目标特性探测与识别方法的研究

针对反潜直升机空中辐射噪声信号的特点,分析了选取Marr小波函数的理论原因,详细描述了采用连续小波变换实现反潜直升机目标信号特征提取的方法;并结合模糊识别技术,成功地实现了复杂信号的特征分离,准确地识别出反潜直升机独特的目标特性,为研制反击反潜直升机武器提供了重要理论基础和实践工具。     

警戒海域反潜直升机优化调度研究

在区域反潜中如何调度反潜直升机群是当前水下网络中心战的研究难点。为了能够利用有限的直升机资源最大限度地覆盖警戒海域, 提出一种二阶段的反潜机调度策略。把警戒海域栅格化为若干监测区, 通过历史数据或经验预估各监测区的报警率和期望搜潜响应时间, 提出基于超立方体排队论的反潜排队模型和迭代求解算法, 以输入的报警率作为事件到达率, 期望响应时间为平均服务时间, 输出校正系数和直升机繁忙概率等统计结果作为反潜规划模型的输入参数, 并提出逼近求解算法计算得到反潜直升机的部署及分派策略。最后, 通过仿真案例验证了调度策略的有效性。     

潜艇利用"迪卡斯"声纳浮标盲区规避跟踪仿真研究

"迪卡斯"声纳浮标阵可用于跟踪、定位和识别水下潜艇,对潜艇的行动构成了较大威胁,但"迪卡斯"声纳阵存在探潜盲区,潜艇可利用其进行规避,以摆脱反潜飞机的跟踪.探讨了"迪卡斯"声纳浮标的探潜盲区及跟踪阵形,建立了声纳浮标阵跟踪潜艇的概率模型,根据该模型进行了理论计算并详细分析了潜艇利用盲区规避的可行性,在此基础上进行了大量模拟,得出了潜艇在不同条件下的规避航向和行动方法.     

主动声纳探测距离预报仿真研究

声纳探测距离受水文条件的影响是很大的，如声速梯度、海况、海底底质等。文中研究主动声纳探测距离预报技术，以声纳方程作为主动声纳探测距离预报的理论依据，首先对海洋声学环境建立数学模型，仿真计算出与声纳探测距离预报有关的几个参数：传播损失、混响级、潜艇目标强度，最后结合声纳的性能参数，预报出在不同海域水文条件下的探测距离。利用文中的方法对某型主动声纳探测距离进行预报。在不同水文条件下探测距离预报误差不大于10％。该项内容研究对于反潜战具有重大的意义。     

对潜的吊放声纳应召搜索技术仿真研究

通过建立反潜机的方形、扇形和螺旋线形应召搜索模型,分析讨论了潜艇航速和航向的变化对吊放声纳搜索概率的影响,并进行了仿真比较.结果表明,随着潜艇航速、航向角度的增加,吊放声纳搜索概率不断下降,且航速、航向变化对螺旋线形搜索的搜潜概率影响要小于方形搜索和扇形搜索.同时也表明潜艇以远离当前吊放点为规避航向且全速规避时会明显降低吊放声纳的搜索概率,这对潜艇规避对抗吊放声纳搜索具有实际的指导意义.     

针对图像脉冲噪声的参数自调整滤波算法

提出了一种针对脉冲噪声的参数自调整图像滤波算法,该算法将基于相关性双阈值噪声检测的非线性滤波算法和基于最小相邻图像均方差的参数自调整算法有机地结合在一起,不需要了解原图像和噪声污染的信息,可以直接通过参数自调整算法对非线性滤波算法中的参数自动地进行优化选择。基于Matlab的仿真试验表明,该算法对脉冲噪声有非常好的抑制能力,并且能够很好地保护图像的细节信息,对各类不同密度的脉冲噪声图像进行滤波均能得到令人满意的结果。     

局部投影降噪算法邻域半径参数的选择研究

基于动力系统模型的局部投影非线性降噪算法，对混沌信号和一大类非平稳信号具有明显的降噪效果。利用局部投影算法对信号进行降噪处理，邻域半径的选择对降噪结果有很大的影响。我们研究了基于递归分析的邻域半径参数的估计和基于噪声强度的邻域半径参数估计。通过对Logistic映射和Lorenz模型叠加不同大小的高斯白噪声，对两种邻域半径估计方法进行分析比较，得到了基于噪声强度的邻域半径参数估计方法具有更好的降噪效果，为局部投影降噪算法的应用奠定了基础。     

闪烁噪声机动目标跟踪的模型集交互跟踪算法

给出了一种量测噪声为闪烁噪声情况下的模型集交互机动目标跟踪算法。在雷达目标跟踪系统中由于目标位置的随机摆动,使得对其位置的量测伴随着闪烁噪声的出现,这种闪烁噪声会对目标跟踪的性能产生很大的影响。本文通过对闪烁噪声的QQplots-分析,利用高斯分布和拉普拉斯分布的合成对其进行建模,在机动目标跟踪中采用两个模型集来处理闪烁噪声的情况,并详细推导了模型集交互时机动目标跟踪算法。最后,通过Monte Carlo的仿真结果表明了该算法的有效性。     

二阶自适应IIR陷波器复数算法的收敛性分析

针对背景噪声中复正弦信号的检测和估计问题,分析了自适应格型IIR陷波器的两种复数算法即梯度算法和简化的梯度算法的收敛性能,证明了输入白噪声方差的大小不影响收敛速度。并分析了由一阶自回归模型产生的有色噪声对算法的收敛性能的影响,为有色噪声中复正弦信号检测的自适应过程的参数的选取提供了理论依据。     

基于FIR数字滤波器的宽带噪声数值模拟

各种水声信号处理方法的性能分析和检验,都要求用数值模拟方法产生环境噪声场。分析了海洋环境噪声的空间相关性,基于噪声源的远场非相关假设,提出了一种任意空间分布宽带噪声场的数值模拟方法,该方法的关键是采用FIR数字滤波器实现高精度连续时延。对空间均匀各向同性噪声场的数值模拟结果显示,其空间相关特性及空间角度谱与理论分析基本一致,表明该方法是有效的。     

拖曳声纳的本舰噪声仿真

利用线性预测技术，以AR模型拟合指定功率谱的方法，分别对船舶噪声源中的平稳连续谱部分和时变调制谱部分进行了建模与仿真。采用多个点声源来模拟船体噪声源，按照各个声源的空间位置，并计及海底、海面对声场的一次反射作用，最后得到本舰在拖曳声纳基阵位置上的辐射噪声。     

基于跟驰理论的道路交通噪声预测模型研究

交通噪声预测在城市交通规划和建筑设计工作中具有重要意义。本文根据我国道路交通噪声的实际观测方法,通过引入微观交通流理论,建立了一种可用于多车道混合车流等效声级和统计声级预测的动态随机模型。其核心算法是基于车辆非线性跟驰模型,依靠计算机随机模拟技术,实现对单车行驶行为的构造和仿真。算例分析和实验观测表明本文建立的模型具有较高的交通噪声预测精度和稳定性。     

相位舍位对直接数字频率合成杂散特性的影响

现代通信系统对频率合成源的技术指标提出了越来越高的要求 ,如相位噪声和杂散抑制等。由于相位舍位会导致直接数字频率合成器 (DDS)的输出产生杂散 ,使其频谱特性恶化。用傅里叶变换方法对在相位舍位情况下的DDS输出频谱的杂散特性进行了理论分析 ,分析结果与实验结果相吻合。     

脉冲噪声非线性变换设计的研究综述

由于脉冲噪声下的最优检测要求非线性运算, 信号检测常采用零记忆非线性变换接匹配滤波的检测结构。本文系统地综述了脉冲噪声下的非线性变换设计, 梳理了国内外研究在噪声模型、非线性函数和设计方法3个方面的工作, 并总结研究路线和规律。首先, 脉冲噪声模型常采用对称α稳定分布、Class A分布、高斯混合分布及其他混合分布。其次, 以拖尾函数为特征, 非线性函数模式可分为传统削波/置零、多区域组合拖尾、单参数特定拖尾、单参数非分段函数以及双参数可变拖尾。然后, 在设计方法上, 分析近似和正态变换的思路比较直观, 而最大信噪比和最大效能准则与检测性能有直接联系。之后, 总结了常见研究路线和主要研究成果的共性规律。最后, 探讨了噪声分布未知和效能寻优简化的问题, 展望未来可能的研究点。     

利用改进的中值滤波消除QuickBird影像中的脉冲噪声

QuickBird高空间分辨率遥感影像已在各个领域得到了广泛的应用,然而其在获取和传输的过程中通常会受到噪声,特别是脉冲噪声的污染,从而影响了其后续应用。为此,提出了一种基于改进中值滤波的遥感影像中脉冲噪声的检测和滤除算法。首先利用一维拉普拉斯卷积核和扩张函数检测图像中的噪声像素;然后利用向量中值滤波（Vector Median Filter,VMF）对检测到的噪声像素进行恢复。实验结果表明,相对于其它几种噪声滤除算法,所提出的算法取得了较好的噪声滤除效果。