船舶辐射噪声盲分离技术仿真研究

基于盲分离的思想，船舶辐射噪声可通过盲源分离技术重构出相应的原始辐射信号。仿真实验研究了两种情况的源分离：从单船舶辐射噪声信号谐波成分的分离；多船舶辐射混合信号中分离出每条船只对应的原始辐射信号。采用理论模型产生的模拟数据与实际录音数据进行的实验，得到了满意的结果。文中采用神经网络自适应在线学习算法，算法稳定性好、收敛速度快，在极低的信噪比下仍具有很好的分离效果。     

水下目标亮点结构仿真技术

在研究水下目标亮点结构数学模型的基础上,通过以TMS320C25为核心器件的硬件和软件相结合的方法,实现了水下目标亮点结构的仿真。经在消声水池进行实验,取得了满意的结果。文中主要介绍了水下目标亮点结构的数学模型、硬件结构、软件组成和实验结果     

水下目标辐射噪声的子波变换和高阶累积量联合分析

将子波变换和高阶累积量联合分析应用于对水下目标辐射噪声的特征提取。首先利用子波变换提取辐射噪声的动态调制分量,然后应用四阶累量对角切片的傅立叶变换（2^1/2维谱）分析该动态调制的谐波特性。结果表明,该方法可以有效地实现动态调制分量与其他信号的分离。准确提取谐波特征。由于四阶累量对高斯噪声的抑制性,该方法还具有很强的抗噪性。此外,相准确提取谐波特征。由于四阶累量对高斯噪声的抑制性,该方法还具有很强的抗噪性。此外,相对与双谱和三谱分析,2^1/2维谱分析极大减少了计算量,降低了方法的复杂程度,具有较快的运算速度。九五国防重点预研项目。     

水声在波导中传播的建模及仿真研究

通过求解波动方程建立了水声在波导中传播的模型并进行了仿真计算。仿真结果表明：该模型基本反映了分层结构的波导的传播性质。将该模型用于匹配场定位和失配研究的结果进一步证明了该模型的有效性。     

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。     

水声环境参数盲估计的仿真研究

针对水声环境参数传统获取方法的缺点及其在非常时期或非合作海域不易获取的情况,提出了水声环境参数盲估计的概念及理论模型,通过对目标函数的选取,采用遗传算法对多个水声环境参数和未知目标的空间位置进行全局寻优,并依此对基于不同信噪比观测数据的水声环境参数盲估计进行了计算机仿真。水声环境参数盲估计的仿真算例表明,水声环境参数盲估计技术是可行和有效的。     

水声对抗器材反鱼雷组合使用建模仿真研究

根据空投轻型鱼雷反潜的工作过程,建立了噪声干扰器、自航式声诱饵、鱼雷、潜艇的对抗模型,讨论了一种典型的水声对抗器材反鱼雷对抗方案,在此基础上提出了一种改进的对抗方案,即采用两枚声诱饵对鱼雷进行诱骗,通过仿真,分析了第二枚声诱饵发射时机、航向和潜艇二次规避时机、航向对潜艇生存概率的影响。仿真结果表明：改进的对抗方案可大大提高对空投鱼雷的对抗效果,这为潜艇正确使用对抗器材取得好的鱼雷对抗效果提供了参考依据。     

基于复包络的目标回波信号高效仿真方法

目标回波信号是水声探测系统主要的信息来源。在水声对抗仿真系统中，目标回波信号的仿真逼真性和数据量又是制约仿真实时性的关键问题。因此，在仿真中有必要建立一种高效的目标回波仿真模型，既要真实仿真出实际系统中目标回波信号的特征，又要满足仿真实时性的要求。针对这一问题，提出了一种基于复包络的目标回波信号高效仿真方法，它以窄带信号的复包络为基础，综合了实际系统中多普勒频移和频率补偿的影响，更加符合实际目标回波的特征，且实时性好。该方法具有采样频率低，仿真数据量小的优点，能够满足仿真系统逼真性和实时性的要求，并已用于研制成功的水声对抗试验仿真系统，证明了该方法的正确性和有效性。     

水中目标辐射噪声的听觉特征提取

运用听觉心理学的最新研究成果,在3个层次上模仿人耳的处理机理,提出了基于听觉模型的水中目标辐射噪声的特征提取方法。为压缩特征维数,选择可分性最好的特征,采用了基于距离准则的特征选择。水中目标识别实验结果表明,水中目标辐射噪声的听觉特征具有比较高的类别可分性。     

水声对抗分布交互仿真系统的研究

以现代海战为背景，利用分布交互式仿真（DIS）和分布式多媒体数据库以及现代通信技术，构建了一个用于水下武器的性能检验、战术模拟演练的水声对抗仿真系统。针对水声对抗对系统的要求，我们重点对系统方案、系统仿真节点间的信息交互与同步和在分布式多媒体数据库技术支持下的各子系统模型的建立进行了研究。     

水声基阵设计中的噪声场数值模拟及其应用

研究了在水声基阵设计中用数值模拟产生海洋环境噪声场的方法及其在水声基阵最佳加权系数和最佳阵增益设计仿真中的应用,计算模拟结果表明该方法实用而且有效。     

水下航行器组合自导系统声学建模与仿真

组合自导是新型水下航行器制导系统的发展方向,通过仿真手段对其性能及技术特点进行研究是水声仿真研究领域非常关心且亟待解决的问题.对水下航行器组合自导系统的功能及系统构成进行了研究,基于层次化、模块化的建模原则,将组合自导系统分解为13个相互独立的模块,给出了主要模块的数学模型,并利用Visual C 平台在声信号层次上设计并建立了水下航行器组合自导声学仿真系统,仿真结果表明了各模块及整个仿真系统的正确性和有效性.     

水声环境快速评估建模与仿真

提出了基于最优插值和经验正交函数的水声环境快速重构方法,利用海表遥感数据、实测片段数据以及历史数据,实现了海洋环境剖面的实时重构。针对不同海区的水声传播特点,建立了基于波束位移射线简正波、广义相积分简正波和抛物方程理论的水声环境传播仿真模型。根据声速剖面特征和水声传播计算结果,建立了环境特征参数评估模型,有效提取了实际应用需要的环境特征量。在此基础上,构建了水声环境快速评估仿真系统,与现有海洋环境同化预报模式的延时预报相比,该方法在区域战场环境的实时分析评估以及硬件配置要求方面具有明显优势。实验结果验证了系统的有效性。     

连续爆炸式水声干扰弹对抗仿真系统开发研究

以水下武器对抗作战为背景,设计开发了一种以连续爆炸式水声干扰弹为基础、基于声信号仿真的水声对抗仿真系统。在详细讨论了系统的模块组成及其相应仿真功能的基础上,构建出基于分布交互式体系结构的水声对抗仿真系统,特别给出了连续爆炸式水声干扰弹的声学模型与仿真模型,介绍了系统实现上的关键技术,最后以对抗某型鱼雷为例进行了仿真实验,证实了系统设计方案的可行性和有效性。仿真实例表明,该系统具有很好的实验研究功能。     

水声网络链路层协议的仿真研究

链路层协议的设计是水声网络的关键技术之一。它通过控制数据收发,实现网络数据包的可靠、有效传输,进而为网络层提供服务。针对水声通信系统低速率、高延时和低可靠性等特点,利用网络仿真软件OPNET对采用ALOHA协议和MACAW协议的网络进行了完整建模,给出了对等式网络和主从式网络下两种协议在吞吐量、丢包率、平均时延和能耗四个方面的仿真结果。通过对仿真结果的分析,为实用协议的设计提供了有效的参考数据和策略。     

基于OPNET的水声通信网络设计与仿真

水声通信网络是实现如海洋数据采集、离岸勘测与战术监测等水下系统无线信息传输的主要手段,但其性能受水声信道特性影响严重.为此,采用oPNET对水声通信网络节点模型与分层协议进行设计与实现,其特征包括基于CDMA的多用户检测以及RTS-CTS-DATA-ACK信道握手流程与网络分配向量(NAV)帧冲突处理机制等.同时建立并测试了一个包含1个主节点与5个传感器节点的水声通信网络,仿真结果表明主节点物理层采用多用户接收技术能够更好的克服冲突,减少数据包重发,从而获得更高水声通信网络的吞吐量,减少端对端传输延时与能量消耗.     

浅海声信道建模及其应用研究

浅海是水声对抗发生的重要区域,因此对其声信道的研究具有重要意义。采用射线声学理论,建立了一个多途浅海声信道仿真模型。在水声对抗仿真系统中,选用基于ADSP21160的Hammerhead PCI予以实现,取得了预期的实时效果;海试验证结果表明,该模型同样适用于实际情况下浅海海域的声传播损失等参数的折算,可作为水声对抗器材性能预报及战术使用的参考。     

基于OPNET的水声网络信道仿真研究

水声网络是实现海洋监测、数据采集以及战略通信等的重要手段,但其受水声信道特性制约严重。为此,从介绍水声信道的特性出发,采用Thorp经验公式模拟海水吸收特性,在此基础上对路径损耗进行仿真解算,并改进Wenz噪声模型使之更好地接近水声信道的特性。进而,通过改进OPNET平台内置的传播时延阶段、接收机功率阶段、背景噪声阶段设计水声信道OPNET模型,使其适合水声信道,基本实现对真实信道的近似模拟。最后,设计OPNET移动网络模型,将模拟的水声信道加进移动网络进行仿真,分析水声信道特性对网络性能的影响。     

基于子类划分的SVM及水声目标识别应用

针对目标类空间的可分离性特点,研究了动态聚类与支持向量机相结合的基于子类划分的支持向量机.提出了以子类中心为基点度量训练样本惩罚度的方法.在采用动态聚类将目标类划分为子类的基础上,综合考虑训练样本与所属子类的距离、子类对所属目标类的隶属度及目标类间的关系,以度量不同训练样本的惩罚度.并应用于水声目标识别中,对两类舰船目标的识别情况进行了比较,实验表明效果好于经典支持向量机.