基于神经网络和遗传算法的舰艇声纳自噪声预报

研究了舰艇航行时声纳部位接收到的全艇自噪声的预报问题．分析了影响声纳部位自噪声的各种参数,将BP神经网络和遗传算法相结合用于舰艇声纳部位自噪声预报．通过使用遗传算法对神经网络的初始权值进行优化,可以在解空间中定位出一个较好的搜索空间,然后采用BP算法在这个小的解空间中搜索出最优解．通过整理大量的测试数据,对神经网络进行训练,训练好的神经网络能够迅速而精确地对舰艇各种航行状态的自噪声进行预报．结果表明,该方法不仅具有足够的精度,而且实用方便、适用性强．     

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。     

Fuzzy ARTMAP neural network for seafloor classification from multibeam sonar data

This paper presents a seafloor classification method of multibeam sonar data, based on the use of Adaptive Resonance Theory （ART） neural networks. A general ART-based neural network, Fuzzy ARTMAP, has been proposed for seafloor classification of multibeam sonar data. An evolutionary strategy was used to generate new training samples near the cluster boundaries of the neural network, therefore the weights can be revised and refined by supervised learning. The proposed method resolves the training problem for Fuzzy ARTMAP neural networks, which are applied to seafloor classification of multibeam sonar data when there are less than adequate ground-troth samples. The results were synthetically analyzed in comparison with the standard Fuzzy ARTMAP network and a conventional Bayesian classifier. The conclusion can be drawn that Fuzzy ARTMAP neural networks combining with GA algorithms can be alternative powerful tools for seafloor classification of multibeam sonar data.     

航空反潜中的吊放声纳系统仿真

以单机反潜作战过程为典型实例,研究了仿真系统功能需求及总体结构;建立了声纳发现判决方程、目标回波特性模型;在视频和音频两个方面,采用软件模拟,着重模拟吊放声纳终端的实际工作情况。提出利用随机抽取法实现杂波、噪声的视频信号模拟;实现了基于水声资料库的音频信号逼真、实时合成和回放;采用了空间矩阵和多媒体技术实现音频播放和视频显示的同步。使用表明,建立逼真的航空反潜作战仿真环境,对突破实装训练的局限性是必要和有益的。     

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。     

一种浮标定位方法研究

以航空搜潜声呐浮标与飞机的相对方位信息为基础,利用扩展卡尔曼滤波技术,分析了计算浮标位置的原理、方法,建立了相应的数学模型和仿真算法,仿真分析了浮标位置的相对误差和均方根误差,获得了有益的结果。     

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。     

A practical self-localization scheme for mobile robots using sonar sensors

A practical self-localization scheme for mobile robots is proposed and implemented by utilizing sonar sensors. Specifically, the localization problem is solved by employing Monte Carlo method with a new mechanism proposed to calculate the samples' weights; the convergence and veracity of the sample set are guaranteed by the designed resampling and scattering process. The proposed self-localization algorithm is fully implemented on a specific mobile robot system, and experimental results illustrate that it provides an efficient solution for the kidnapped problem.     

声纳探测信号自适应脉冲噪声对消算法

针对浅海环境噪声严重影响声纳探测信号检测性能的问题,提出了一种非线性变换的自适应脉冲噪声对消算法。算法首先对回波信号和参考通道噪声信号同时进行非线性变换,对脉冲噪声进行软阈值滤波,在此基础上,采用最小均方误差算法实现自适应噪声对消,可获得稳健的收敛性能。α-稳定分布脉冲噪声条件下的仿真和某次实验中的声纳探测回波信号处理证明了算法的有效性。     

多基地声纳距离信息定位算法研究及精度分析

在双基地声纳系统的定位方法[1]基础上推导了基于距离信息的多基地声纳系统的定位方程及定位误差的表达式,讨论了多基地声纳系统利用距离信息进行定位的定位原理,讨论了站址测量误差和时间测量误差对系统定位精度的影响,并对不同站址布局下,系统的误差分布特点进行了研究,得出了使定位精度达最高的一种站址布局方案.