基于二维几何特征的微地形快速识别算法

为满足水下超声波准确、实时探测海底微地形的需要,研制出一种摆动式单波束探测系统.该系统在探测实验过程中,因出现高程奇异值而造成数字"伪"地形产生,由此提出一种基于二维几何特征的水平、斜坡和凹凸不平三种微地形模式的快速识别算法.该算法建立在现代统计分析与模糊聚类的理论基础上,具有准确性高、实时性好以及抗干扰能力强等优点;并由物理模拟实验证明,利用该算法能有效消除高程奇异值的影响,识别出来的微地形模式准确可靠,为下一步快速重构逼真的数字微地形提供了保障,能够应用于真实的海底微地形探测.     

基于解析振速的ESPRIT算法

基于声矢量传感器在二维平面波入射时的输出信息,提出了其"解析振速"的输出模型,将目标的方位信息蕴含在输出信号的相位之中,并由此得到了矢量阵的输出模型.当ESPRIT算法应用于矢量阵时,由于矢量阵的内禀属性,旋转矩阵不再与阵型和信号的频率有关,只与目标方位信息有关,从而能够实现任意阵型全空间的无模糊测向.理论分析和仿真表明:本算法无需先验已知阵型;单声矢量传感器也可以应用ESPRIT算法,且此时其性能逼近克拉美-罗界.湖试表明本算法是有效的.     

基于跳跃时间和幅度的BDI指数波动幂律分布特性研究

BDI指数是国际航运市场的风向标,摸清BDI指数波动幂律分布特性,对于进一步掌握运费规律、预测BDI趋势、协助航运决策等方面具有重要意义.基于此,本文对已运行30年BDI指数的波动幂律分布特性进行了详细研究,主要特色有:一是借助Pareto、Exponential以及Fokker-Planck函数首次深入探讨了BDI指数波动幂律分布特性.二是在跳跃识别的基础上,构建了基于跳跃时间和跳跃幅度两标度的BDI指数波动幂律分布特性分析模型,并转化成最小二乘法的线性回归测算模型.三是对BDI指数日、周和月增长率的跳跃时间和跳跃幅度幂律分布特性进行了实证分析.结果表明:BDI指数具有尖峰薄尾的增长率分布和波动聚集性;Fokker-Planck函数拟合BDI指数增长率跳跃时间更合适;Exponential函数拟合BDI指数增长率跳跃幅度更合适;BDI指数增长率跳跃时间和跳跃幅度都具有薄尾幂律特性,且向上、向下幂律呈现对称性.     

典型声源声聚焦引起辐射噪声测量误差的分析

随着影响目标辐射噪声测量诸多因素的解决,声聚焦对测量精度的影响已显得比较突出.基于射线声学的虚源法,通过具体算例,分析了典型声源声聚焦引起的测量误差.仿真结果表明,声聚焦引起测量误差的大小与声源的类型、辐射指向性,边界约束,声源和接收器的空间位置,信号带宽、频率均有关.因此,传统的利用球面波规律对不同类型的声源辐射声测量值进行归一是有偏差的,需根据声源的辐射指向性及相关参数进行特定的修正.     

喷注声源在油井液位深度测量中的应用

介绍了管道内喷注噪声的产生机理,阐述了用ANSYS程序模拟湍流噪声场的思路与过程,展示了管道中喷注声压的数值计算方法.通过对喷注声源的数值模拟研究发现,稳定喷注能在管道中产生低频宽脉冲声波,并得到实验验证,找到了能在管道中产生低频宽脉冲声波的方法,并且较好地解决了喷注体积的确定问题.现场实验证明,使用喷注声源能显著提高声波在管道中的传播距离,为扩大回声测距法的量程指出了新的途径.     

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。     

基于高维特征选择的跳频电台细微特征识别

将高维特征用于跳频电台细微特征个体识别具有很大优势,为了增强对跳频电台的分类识别能力,需要增加特征类型和维数,提高特征集的表征能力,但同时会引入大量冗余特征,导致分类器计算时间过长,分类正确率降低。为了降低高维特征集维数,首先采用相关性快速过滤特征选择算法,删除高维特征集中的不相关冗余特征,得到最优特征集。然后利用经过参数优化的支持向量机(support vector machine, SVM)分类器进行训练分类。实验表明,所提算法能够对高维特征集进行合理的降维,提高了SVM的分类器的分类性能,在保证分类正确率的基础上,降低了运算量,提高了跳频电台细微特征识别的时效性。     

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。     

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。     

CAD系统中几何变动的建模与仿真研究

研究了三维CAD系统中几何变动的零件层建模和装配层仿真。首先，提出了变动几何约束概念和分类，研究了几何变动的定性和定量表示和建模；然后，研究了基于变动几何约束网络及其运动学模型的几何变动仿真方法，包括完全约束仿真方法和可装配性仿真方法；最后，给出了几何变动建模和仿真的总体框架和系统实现，并通过实例分析验证了方法的有效性。