声自导鱼雷反水声对抗仿真研究

通过分析声自导鱼雷反水声对抗的目标和手段,以声诱饵为对抗对象,对三种智能型声自导鱼雷的反水声对抗能力进行了仿真研究。根据合理的评估准则,对仿真结果进行的分析表明,现有水声对抗器材对于智能型声自导鱼雷的防御效果有限。提出了水声对抗器材改进的思路,指出实施网络化水声对抗是一种可行的方案。     

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。     

声自导鱼雷末端制导过程的混沌现象研究

根据声自导鱼雷末端制导的非线性过程，建立了声自导鱼雷末端制导的相空间方程和Lyapunov特征指数，其研究结果表明声自导鱼雷末端制导过程存在典型的混沌现象，混沌特征主要与参数P和参数K有关；相关结论对声自导鱼雷的作战使用有着极其重要作用，同时将对声自导鱼雷的设计也有一定的指导意义。     

舰艇编队协同反潜仿真系统及关键技术研究

针对协同反潜作战系统仿真的需求,提出了一种基于HLA的舰艇/舰载机编队协同反潜仿真系统构建方法,解决了声传播损失建模、多平台多传感器信息融合、基于Petri网的编队协同反潜指挥决策仿真、火箭助飞鱼雷全弹道建模与仿真等关键技术。仿真实验结果表明,所建仿真系统可扩展性强,仿真精度高,满足了典型反潜作战研究的需要,具有实用价值。     

溅落点散布误差对火箭助飞鱼雷射击效率影响研究

为分析研究溅落点散布误差对火箭助飞鱼雷对目标射击效率的影响,分析建立了火箭助飞鱼雷空中和水下弹道模型,以及对目标的自导检测模型,进而建立了基于蒙特卡罗法的火箭助飞鱼雷发现概率计算模型,并就火箭助飞鱼雷溅落点散布误差对发现概率的影响作了仿真计算.仿真结果表明,在影响火箭助飞鱼雷发现目标概率的诸多因素中,溅落点散布误差是主要的因素之一,对于特定的声自导系统,溅落点散布误差在一定范围内对发现概率的影响较为平缓,只有超过一定值后,发现概率才快速下降.     

基于效能仿真的舰艇综合防御鱼雷作战决策优化

采用深弹拦截与机动规避综合防御声自导鱼雷,是舰艇水下防御的一种新型作战样式。为了给装备指控自动化和训战法决策提供参考,采用蒙特卡罗方法对该作战过程进行了数字仿真,得到了规避概率、拦截概率和生存概率等3个作战效能指标的估计值。通过效能分析提出舰艇如何机动以获取有利深弹发射态势这一问题,分析影响因素及约束条件并建立了决策优化模型;采用遗传算法并以示例形式求解优化模型,由散点拟合得到了舰艇机动路线。针对不同鱼雷报警位置条件下的防御态势,分析比较了舰艇机动对舰艇生存概率的优化效果。     

基于COSIM的舰艇防御系统分布式仿真平台开发研究

舰艇防御系统分布式仿真平台可实现在攻防对抗条件下水面舰艇防御来袭鱼雷作战过程的仿真,用于研究鱼雷防御武器的使用方法,验证其作战效能,论证舰艇防御系统的作战需求。针对水面舰艇鱼雷防御系统及其作战环境,提出了基于协同仿真平台(COSIM)的舰艇防御系统分布式仿真平台设计方案,阐述了仿真平台的软硬件结构,具体介绍了仿真平台的开发过程,并给出仿真平台信息流图,最后针对仿真运行实例进行了分析,证实了仿真平台的有效性。     

舰艇规避策略对鱼雷捕获概率影响的仿真研究

舰艇速度与航向的变化,会引起舰艇辐射噪声声源级和目标反射强度的变化,从而将分别改变鱼雷对目标的被动与主动自导作用距离。本文根据声纳方程,给出了鱼雷目标的能量检测模型。计算分析了：（1）舰艇在常速与高速航行时被动自导鱼雷发现的概率;（2）0．99的相同检测概率下,不同舰艇舷角上鱼雷主动发现目标的距离。计算结果表明,舰艇若以最高速规避鱼雷,将使鱼雷被动自导作用距离大大增加,而规避航向对主动发现概率有很大影响。     

基于HLA的鱼雷声自导系统仿真平台开发研究

针对鱼雷声自导系统及其作战环境。提出了基于高层体系结构（HLA）的鱼雷声自导系统仿真平台设计方案。以高层体系结构作为技术框架，分析仿真平台的特点和实现功能，并在此基础上介绍了仿真平台的模块组成及其相应作用，给出了仿真平台的联邦构架、联邦信息流图以及联邦对象模型产仿真对象模型（FOM/SOM），最后说明了仿真平台联邦成员的实现过程。     

单平台水面舰艇鱼雷防御仿真系统的开发

水面舰艇鱼雷防御作战仿真系统能够模拟在具体作战态势下水面舰艇防御来袭鱼雷的作战过程。通过计算机仿真,可以研究在不同制导方式鱼雷的攻击下水面舰艇进行拦截的最优化配置方式,以提高水面舰艇的生存概率。从功能性和使用性的角度出发,提出了单平台水面舰艇鱼雷防御仿真系统的开发方案,阐述了仿真系统的总体结构,给出了仿真系统的实现方法,最后分析了系统实现中的一些问题。     

Self-adjusting decision feedback equalizer for variational underwater acoustic channel environments

Aimed at the abominable influences to blind equaliza-tion algorithms caused by complex time-space variability existing in underwater acoustic channels, a new self-adjusting decision feedback equalization （DFE） algorithm adapting to different under-water acoustic channel environments is proposed by changing its central tap position. Besides, this new algorithm behaves faster convergence speed based on the analysis of equalizers’ working rules, which is more suitable to implement communications in dif-ferent unknown channels. Corresponding results and conclusions are validated by simulations and spot experiments.     

水声信道非线性均衡的研究

对浅海信道传输的声信号进行深入分析,在对判决反馈均衡(DFE)算法进行分析的基础上,对稀疏权DFE均衡器信道估计的均方误差(MSE)、信道的稀疏估计等进行了分析研究,并对信道进行了稀疏化估计,对全阶均衡器和稀疏权均衡器进行了仿真,证明对非线性均衡器结构进行稀疏化是可行的,降低了算法复杂性,并使由此造成的性能下降限定在一定的范围内。     

Characteristics and realization of the second generation surface acoustic wave''s wavelet device

To overcome the bulk acoustic wave (BAW), the triple transit signals and the discontinuous frequency band in the first generation surface acoustic wave's (FGSAW's) wavelet device, the full transfer multistrip coupler (MSC) is applied to implement wavelet device, and a novel structure of the second generation surface acoustic wave's (SGSAW's) wavelet device is proposed. In the SGSAW's wavelet device, the BAW is separated and eliminated in different acoustic propagating tracks, and the triple transit signal is suppressed. For arbitrary wavelet scale device, the center frequency is three times the radius of frequency band, which ensures that the frequency band of the SGSAW's wavelet device is continuous, and avoids losing signals caused by the discontinuation of frequency band. Experimental result confirms that the BAW suppression, ripples in band, receiving loss and insertion loss of the SGSAW's wavelet device are remarkably improved compared with those of the FGSAW's wavelet device.     

声表面波式小波器件对奇异性信号的研究

在研究声表面波式Morlet小波器件具有进行小波变换、消除白噪声和奇异性信号识别功能的基础上 ,将该器件用于对奇异性信号的提取和分析。通过某一航空发动机的故障实例说明了这种器件不仅可以对工业环境噪声、传输和中间处理单元造成的干扰信号进行滤波 ,有效地提高分析信号的信噪比 ,而且也实现了对故障信号的连续小波变换 ,最终完成了对奇异性信号的提取和识别。     

冲突避免的水声网络拓扑发现协议

当水声网络的所有节点完成在目标区域的部署后,每个节点除了自己的节点ID已知外,对新网络的信息一无所知,而这些信息是网络顺利运行的必要前提。因此,一个能够完成网络中所有节点和链路发现的网络拓扑发现协议是非常必要和重要的。水声拓扑发现协议完成的效率,往往依赖于信道接入策略的选择,但它不能完全使用已有的水声多路访问控制(multiple access control, MAC)协议,因为在网络建立的初始阶段拓扑未知,已有传统水声MAC协议不能完成拓扑发现,所以需要根据这一阶段的特殊状态来设计拓扑发现协议。基于此问题,提出了一种高效的冲突避免的水声网络拓扑发现(简称为CFVE)协议,该协议利用网络中节点ID的唯一性,在其特定时隙接入信道,节点无冲突地发现控制分组的交换,最终实现网络中所有链路和节点的发现。仿真结果表明, CFVE协议可以以较低的发现时延和能耗完成全网拓扑的发现,是一种适合于多跳水声网络的拓扑发现协议。     

水声时变线谱检测的双稳态随机共振方法

将双稳态随机共振系统应用于水声时变线谱信号的检测,提出了设计水声线谱检测系统可以利用的外在参数。分别在水听器端和声源端建立了时变线谱模型,考查了随机共振系统对水声环境的适应能力。实验发现在信噪比变化、声压起伏、线谱漂移等情况下,系统都能较好的工作。为水声领域新型线谱检测系统的设计提供了依据。     

适用于水声ad hoc网络的拓扑控制算法

对现有拓扑控制算法在水声ad hoc网络的应用背景下存在的问题进行了详细分析,并在此基础上提出了一种基于能量和时间效率的拓扑控制算法。该算法通过综合考虑节点能量消耗、通信延时、信号衰减等多种因素,构造了一跳链路传输代价指数,并根据这一指数来控制网络的拓扑结构。仿真分析表明,该算法在平均节点度、端到端延时和能量效率方面都有较好的性能。     

水声信道快速收敛自适应均衡算法

从提高自适应均衡算法水声信号收敛性能的角度出发,提出了一种新的快速收敛水声信道自适应均衡算法。该算法将改进的归一化均方误差算法和判决反馈均衡器结构有机结合,在不增加计算量的前提下,很好地实现了不同水声信道的自适应均衡,易于算法的硬件实现。仿真结果表明,该算法计算量同归一化最小均方(normalized least mean square, NLMS)误差算法的计算量相当,但在稳态误差和收敛速度上有很大优势;收敛性能与自适应调整最小二乘回归〖CD*2〗判决反馈均衡器(variable tap-length decision feed-back equalizer based on recursive least square, RLS-DFE)算法接近,却克服了RLS-DFE算法计算量大,不利于硬件实现的实际问题。提出的算法为水声通信提供了一种性能优良的可实现方法,具有较高的应用价值。     

无线遥控、浮标式水下目标跟踪定位系统

设计了一种新型的水声定位系统克服传统长基线定位系统操作复杂、工作效率低等弱点。通过在海上布放浮标阵,在较大范围内监测目标运动信息;组建海上无线局域网络实现浮标与基站的数据交换;加装DGPS接收机,动态获得浮标的大地坐标,用于水下目标位置的解算。系统已通过了海试,试验结果表明系统具有作用距离远,定位精度高,操作简便等优点,其可行性及可靠性也得到了验证。     

基于奇异谱分解的水声信号降噪方法研究

通过对水声信号进行相空间重构,并对重构后的轨迹矩阵进行奇异值分解,得到表征信号能量和噪声强度的奇异谱。对奇异谱进行分析,得到反映噪声强度的噪声平台。对于那些大于噪声平台的特征值,它们具有较大的方差,对应较大的信噪比。利用具有较大方差特征值对应的特征矢量重构状态空间,也就等效于得到了具有较大信噪比改善的重构。通过对3类多个样本的实际水声信号采用奇异值分解进行降噪处理,得到了较为满意的降噪效果,降噪后的信号波形基本上消除了噪声干扰,为水声信号的进一步处理奠定了基础。