噪声干扰器对抗主动声纳有效干扰压制区计算方法

根据干扰器对抗主动声纳的机理和水声干扰方程,针对干扰器与舰艇目标在同一位置和不在同一位置两种配置,分别提出了干扰器有效干扰压制区域的计算方法,其中第二种配置下包括了声纳波束主瓣对准目标和主瓣对准干扰器这两种情况。以对抗平面阵声纳为例,给出了特定态势下主动声纳波束主瓣和旁瓣受干扰情况下的有效干扰压制区域。仿真结果表明,有效干扰压制区域的大小与噪声干扰器和声纳的性能以及对抗态势等因素有关,声纳波束主瓣受干扰时有效干扰压制区域较大,效果较好。     

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。     

舰装鱼雷报警声纳合成环境仿真研究

在研究了鱼雷报警声纳合成环境系统结构的基础上,建立了合成环境保护的模型,并完成了系统仿真及性能评估。经实测数据验证,利用本文的方法和模型可以产生供鱼雷报警声纳性能调试及评估所需的全环境数据,从而使本文的研究具有一定的军事和经济价值。     

合成孔径声纳三维数据仿真研究

提出了一种基于声线追踪技术的合成孔径声纳三维数据仿真模型。此仿真模型包括四个部分,即三维运动轨迹下点目标回波模型、基于三角面元的声线追踪和目标阴影区域计算模型、基于棱锥的波束照射区域计算模型、发射和接收波束指向性及目标散射特性等其它因素对合成孔径声纳回波数据的影响模型。点目标和体目标数据仿真结果表明此仿真模型可行,尤其是体目标仿真结果的阴影特征逼真,可以为合成孔径声纳信号处理、图像判读和目标自动识别研究的提供有力支持。     

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。     

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。     

基于直升机声纳探测的潜艇被发现概率仿真

以往基于反潜直升机声纳探测的潜艇被发现概率计算过于简单,而实际上潜艇被发现概率还与包括潜艇自身辐射噪声强度、海洋环境,海面风力、其它船只在内的等多项因素有关.对传统已有的基于反潜直升机声纳探测的潜艇被发现概率算法,用较完善的水声探测模型进行了修正,将潜艇宽带噪声和窄带噪声分开考虑,分别给出了两种不同噪声下被发现概率算法.通过仿真着重研究了潜艇辐射噪声级、辐射噪声频率和海面风力的影响,可为潜艇作战研究提供参考.     

多分支多部件水下拖曳系统运动仿真

针对多分支多部件的水下拖曳系统特点,构造了杆和质点组成的通用力学结构;基于虚功原理建立系统动力学仿真模型;以仿真约束力处理浮体在水面的单双侧混合约束问题,避免了约束方程带来的复杂性。对典型系统的动态过程仿真结果表明,该模型可以获得系统的动态过程,正常收敛于稳态位置,浮体的水面约束与下沉过程均符合实际情况。     

鱼雷辐射噪声传播特性的仿真

建立了辐射噪声中线谱，连续谱，调制谱的传播损失模型。对线谱、连续谱、调制谱的传播特性进行了研究；获得了鱼雷与目标相对运动过程中，在目标处所得到的鱼雷辐射噪声特征的变化情况，该研究已被用于鱼雷攻击距离的预报。     

水下拖曳系统稳定姿态仿真计算

建立了AUV拖曳系统水下拖缆的平面形状和张力的二维数学模型。通过对水听器形状不同的AUV拖曳系统在不同航速状态下的计算，比较各个状态下的拖曳系统的位形，在此基础之上结合拖曳系统的特性，提出了附加阻力的实验性设想，并给出了仿真计算结果进行分析，具有一定的工程应用价值。     

基于拖曳长线阵的水下目标模拟系统

水下目标模拟系统对于水下航行体试验与训练、舰艇水声对抗与安全防御等具有十分重要的意义。基于水下目标声学多亮点回波理论,给出了多亮点目标宽带回波信号模型。通过计算机仿真,验证了目标回波各重要特征和目标回波信号模型的有效性。基于拖曳长线阵和高速数字信号处理技术构建了水下目标模拟系统,根据目标回波信号模型综合模拟了水下分布式多亮点运动目标声散射特性,准确模拟了目标不同部位声学亮点的空间方位分布特征。分别对点源目标、真实大尺度目标、拖曳长线阵目标模拟系统进行了声纳目标识别试验,结果表明,拖曳长线阵目标模拟系统的目标特性明显不同于点源目标,而与实际大尺度目标一致。     

基于水声物理场的声呐噪声场仿真方法及其应用

本文给出声呐航行自噪声与环境噪声的模型，对半实物仿真航行自噪声与环境噪声的方案进行了分析与论证，讨论了各向同性噪声场与非各向同性噪声场的空间相关性并提出了利用球冠阵和环形阵仿真生成各向同性噪声场与非各向同性噪声场的方法。该仿真方案对于评价自导系统的静态或动态性能具有重要价值。     

高频声纳回波影像仿真技术

对高频图像声纳探测水雷的回波和声影进行计算机仿真。在OpenGL实现的三维场景中,建立三维空间中声纳波束仿真方案,给出了探测距离和回波强度两个关键问题的仿真算法,讨论了提高显示真实度的方法。软件实现结果表明,所给方法能正确仿真高频图像声纳的工作原理,准确表现声纳回波和声影图像,在理论研究、尤其是模拟训练领域具有重要应用价值。     

声呐数据合成与环境仿真研究

研究了被动声呐数据合成与环境仿真的系统结构和水声合成信号的生成﹑建模与仿真试验。以水中运动目标为例,给出了水声环境下,合成信号、环境噪声、海洋声学的数学模型和合成环境系统仿真实验。该研究可用于水下探测系统和水声对抗系统的环境模拟,及水声设备的性能评估。     

三元组拖线阵声纳垂直指向性最佳阵处理仿真

应用最佳阵处理算法可以在较小的横向尺寸下得到三元组拖线阵声纳非对称的垂直指向性图,从而实现左右舷分辨。本文根据信、噪频带类型,分单频、窄带、宽带三种模式深入探讨了应用该算法获得垂直指向性、进行左右舷分辨的仿真建模途径,对这三种模式各自的用途、相互之间的关系作了分析。最后,对每一种模式均给出了一组仿真实例,并结合实例演示了与常规阵处理相比最佳阵处理所具有的优越性。     

双基地声呐散射声场的建模与仿真

利用变形柱方法，建立了非入射方向水下椭球目标散射声场的数学模型。通过建模与仿真实验，得出了椭球目标在双基条件下，散射回波的空间分布，以及在不同分置角时，散射强度随目标姿态角的变化关系曲线。通过仿真曲线与水池实验曲线的比较，验证了理论模型的正确性。     

基于波浪谱与钻井船RAO的钻井船运动模拟

钻井船运动对深水钻井隔水管动力性能有重要影响.提出一种根据波浪谱和钻井船响应幅值算子(RAO)模拟钻井船随机运动的方法.为充分模拟钻井船运动,建立了包括钻井船平均偏移、不规则波浪导致瞬时波频运动和二阶波浪力导致的低频慢漂运动的钻井船运动模型.采用随机波浪模拟技术得到具有不同波高、周期与相位角的组成波序列.根据响应幅值算子(RAO)所定义的钻井船运动与不同频率的波浪之间的幅值比与相位差和钻井船运动数字模型,迭代产生随机波浪作用下钻井船运动,并基于MATLAB仿真平台实现了上述算法.