水下运动目标诱发的水面红外特征研究

1

作者 王成安 石兴亮 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第7期273-281,289,共10页

针对潜艇等水下目标行进过程对水体的调制会在水面产生相应红外特征。通过实验方法研究水下目标诱发的水面红外特征:基于拖曳水池实验平台,使用辐射加热装置制备水面温度表皮,在均匀/层化水体中进行多工况的拖曳实验,利用红外相机捕捉... 针对潜艇等水下目标行进过程对水体的调制会在水面产生相应红外特征。通过实验方法研究水下目标诱发的水面红外特征:基于拖曳水池实验平台,使用辐射加热装置制备水面温度表皮,在均匀/层化水体中进行多工况的拖曳实验,利用红外相机捕捉水面红外特征,最终分析水下小球运动速度、潜深及密度水体对水面红外特征的影响。结果表明:诱发水面红外特征随小球运动速度增加而增大,而随潜深增大而减小;在层化水体中,水面红外特征经充分发展后可在时间、空间上形成大尺度的涡街状拟序结构,且密度水体对诱发水面红外特征具有抑制效应。G该方法为水下目标在层化水体中对水面温度场的调制机理提供了支持。 展开更多

关键词 水下运动小球 层化水体 热表皮 红外特征 特征演化

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水下运动平台的广义Radon变换目标参数估计方法

2

作者 孙大军 卢明洋 +2 位作者 梅继丹 王少伯 焦宏浩 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2133-2142,共10页

针对传统目标运动分析算法受静止单平台可观测性限制的问题,本文提出了一种基于广义Radon变换的水下运动平台目标参数估计方法。在观测平台自身的运动参数已知的假设下,推导了目标方位与各运动参数的数学关系,在此基础上通过对平台声呐... 针对传统目标运动分析算法受静止单平台可观测性限制的问题,本文提出了一种基于广义Radon变换的水下运动平台目标参数估计方法。在观测平台自身的运动参数已知的假设下,推导了目标方位与各运动参数的数学关系,在此基础上通过对平台声呐测得的目标时间方位历程进行广义Radon变换,依次得到目标的航向角、速度以及目标相对于探测平台的初距,最终实现目标运动轨迹的解算。利用矢量阵的仿真数据对方法的可行性进行了分析验证,结果表明:作为一种批处理类方法,该方法无需进行迭代运算,易于实现,在较低信噪比条件下仍具有很好的估计精度和鲁棒性。 展开更多

关键词 目标参数估计 广义Radon变换 时间方位历程 水下运动平台 目标轨迹估计 匀速直航 加速度 矢量阵

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弹头结构对超空泡枪弹水下运动特性的影响 被引量：2

3

作者 郝博 杨斌 +1 位作者 陈丹丹 徐才宪 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期59-65,共7页

针对目前国内外水下航行体结构简单,稳定性较差的问题,基于重叠网格技术和6DOF动网格技术,提出一种两段式结构的超空泡枪弹。该枪弹采用两段式的斜肩结构,在水下航行时受到水阻力更小,具有较高的研究价值。为此,研究了3种不同弹头结构... 针对目前国内外水下航行体结构简单,稳定性较差的问题,基于重叠网格技术和6DOF动网格技术,提出一种两段式结构的超空泡枪弹。该枪弹采用两段式的斜肩结构,在水下航行时受到水阻力更小,具有较高的研究价值。为此,研究了3种不同弹头结构对超空泡枪弹水下运动过程的空泡形态、弹道及流体动力特性的影响。研究结果表明:不同结构弹丸水下航行时,平头弹丸产生2段空泡,尖头弹丸和圆头弹丸只生成1段空泡,圆头弹丸与斜肩的契合度更高;圆头弹丸的弹道稳定性更好,其次是平头弹丸,尖头弹丸的弹道稳定性最差;弹丸遇水初期,会产生一个阻力峰值,且随着弹丸的运动,阻力逐渐降低,圆头弹丸受外力的影响最小,尖头弹丸受外力影响程度最大。因此,圆头弹丸的水下弹道稳定性最优,减阻性能最佳,为超空泡枪弹的结构选择提供了一定的理论依据。 展开更多

关键词 弹头结构 超空泡枪弹 水下运动 空泡形态 弹道特性

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水下运动体尾流的浮升规律及其水面冷热特征的数值模拟 被引量：9

4

作者 陈伯义 雷渡民 +3 位作者 吴猛猛 谢志辉 陈圣涛 张士成 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期1140-1146,共7页

水下运动体尾流的浮升规律及其水面冷热特征是潜艇红外探测技术的基础。采用FLUENT软件中的多相流模型,对排放冷却水的水下航行潜艇尾流的浮升规律及其水面冷热特征进行了数值模拟,分别在温度均匀和温度分层及有、无气泡的海水中,获得... 水下运动体尾流的浮升规律及其水面冷热特征是潜艇红外探测技术的基础。采用FLUENT软件中的多相流模型,对排放冷却水的水下航行潜艇尾流的浮升规律及其水面冷热特征进行了数值模拟,分别在温度均匀和温度分层及有、无气泡的海水中,获得了潜艇尾流不同横截面上和不同水平截面上的温度分布、尾流水平截面上的最大温差随水深的变化规律和尾流的浮升轨迹。结果表明:在温度均匀海水中,无论有、无气泡尾流都呈现"热"特征,尾流引起的水面热特征很微弱,但有气泡时的水面热特征比无气泡时要显著些;在温度分层海水中,无论有、无气泡尾流几乎都呈现"冷"特征,而且温度分层时的水面冷特征比温度均匀时的水面热特征要显著得多,但温度分层时尾流的浮升角比温度均匀时小得多。 展开更多

关键词 水下运动体 尾流 温度分层 温度均匀 浮升规律 水面冷热特征

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水下运动物体产生内波的研究进展 被引量：7

5

作者 梁建军 杜涛 +2 位作者 黄韦艮 曾侃 贺明霞 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期635-646,共12页

水下运动物体产生内波是内波动力学研究的一项重要内容,具有重要的军事应用价值。依据水下运动物体对周围层化流体扰动方式的不同,将水下运动物体产生的内波分为两类:Lee波和尾流内波。文章首先在综合Lee波产生机制的基础上,对Lee波的... 水下运动物体产生内波是内波动力学研究的一项重要内容,具有重要的军事应用价值。依据水下运动物体对周围层化流体扰动方式的不同,将水下运动物体产生的内波分为两类:Lee波和尾流内波。文章首先在综合Lee波产生机制的基础上,对Lee波的理论、实验和数值研究工作进行了归纳,并给出了通过这三种手段对Lee波进行研究所取得的成果。同时,对尾流塌陷内波和尾流随机内波的研究状况和研究成果进行了介绍和总结。最后,提出在推进水下运动物体产生内波的研究过程中需要关注的几个问题和相应的研究思路。 展开更多

关键词 水下运动物体 Lee波 尾流塌陷内波 尾流随机内波

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水下运动目标实时检测算法研究 被引量：4

6

作者 张法全 郑承栋 +2 位作者 沈满德 陈良益 崔光照 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1557-1560,共4页

针对水下复杂环境情况,提出了一种快速实时检测水下运动目标的算法.在分析水下图像特性的基础上,对图像序列进行帧间差值运算得到差分图像,选择合适的阈值,对差分图像进行二值化和图像分割算法.结合差分图像中目标是由于待检测目标运动... 针对水下复杂环境情况,提出了一种快速实时检测水下运动目标的算法.在分析水下图像特性的基础上,对图像序列进行帧间差值运算得到差分图像,选择合适的阈值,对差分图像进行二值化和图像分割算法.结合差分图像中目标是由于待检测目标运动形成的特点,提出了衡量二值目标形状的线度指标的定义,可以描述目标的形状,从而实现快速实时检测水下运动目标. 展开更多

关键词 图像处理 图像序列 线度 水下运动目标

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基于马尔可夫过程的水下运动目标启发式搜索 被引量：5

7

作者 杨日杰 吴芳 +1 位作者 徐俊艳 高青伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期586-591,共6页

在对启发式搜索算法进行研究的基础上,建立了水下目标的马尔可夫过程运动模型,将启发式搜索算法应用于对水下运动目标的搜索,研究了基于马尔可夫过程的运动目标启发式搜索算法。该算法由已知的目标先验位置分布信息不断地对目标的运动... 在对启发式搜索算法进行研究的基础上,建立了水下目标的马尔可夫过程运动模型,将启发式搜索算法应用于对水下运动目标的搜索,研究了基于马尔可夫过程的运动目标启发式搜索算法。该算法由已知的目标先验位置分布信息不断地对目标的运动位置进行估计、更新,以获得精确的目标后验分布,再利用启发函数得到下一步的最佳搜索节点。仿真分析表明:在对水下运动目标搜索时,启发式搜索优于扩展方形搜索和平行搜索,有效地改善了搜索时间和搜索效率。 展开更多

关键词 人工智能 水下运动目标 马尔可夫过程 启发式搜索算法 搜索效率

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基于水下运动平台的磁性目标跟踪与特征反演 被引量：6

8

作者 马剑飞 丁凯 +1 位作者 颜冰 林春生 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1951-1961,共11页

传统的磁梯度张量定位方法大多基于单磁偶极子模型,对具有一定尺度的目标存在定位精度不足的问题,而且易受环境噪声以及测量精度的影响,尤其是在偶极子特征平面上,微小的扰动或者观测精度不足就会导致定位结果发生较大的偏差。针对上述... 传统的磁梯度张量定位方法大多基于单磁偶极子模型,对具有一定尺度的目标存在定位精度不足的问题,而且易受环境噪声以及测量精度的影响,尤其是在偶极子特征平面上,微小的扰动或者观测精度不足就会导致定位结果发生较大的偏差。针对上述问题,基于多个偶极子的组合模型,结合具有鲁棒性的无迹卡尔曼滤波算法,提出一种针对尺度磁性目标的磁梯度跟踪方法。该方法能够有效提高磁性尺度目标的定位精度,特别当出现异常观测时仍然可以准确定位目标。以水雷或者水下未爆弹等目标的识别为例,根据鲁棒无迹卡尔曼算法得到的偶极子分布状态,结合主成分分析算法的数学含义,设计了一种可以准确反演目标的主尺度特征以及结构特征的目标尺度反演算法。该算法可识别目标主尺度为线结构或者面结构,对目标主尺度反演误差小于0.3 m,对目标主尺度方向的反演误差小于2°,可为目标种类判别提供参考。 展开更多

关键词 磁性目标 磁梯度 水下运动平台 鲁棒性 特征反演

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水下运动体尾流水面特征的研究进展与应用 被引量：8

9

作者 吴猛猛 陈伯义 杨立 《红外技术》 CSCD 北大核心 2009年第11期639-645,653,共8页

综述了国内外水下运动体尾流的水面冷热特征、水力特征和电导率特征的研究进展与应用领域,并给出了作者对有关问题的评论和拓展性思考。研究水下运动体尾流的水面特征,是发展反潜技术中需要解决的关键课题,这方面的研究成果不仅具有重... 综述了国内外水下运动体尾流的水面冷热特征、水力特征和电导率特征的研究进展与应用领域,并给出了作者对有关问题的评论和拓展性思考。研究水下运动体尾流的水面特征,是发展反潜技术中需要解决的关键课题,这方面的研究成果不仅具有重要的学术价值,而且在国防建设中有着迫切和现实的需求。无论是潜艇探测技术还是隐身技术,都应该综合考虑潜艇尾流的水面冷热特征和水力特征及电导率特征。 展开更多

关键词 水下运动体 尾流 水面冷热特征 水面水力特征 水面电导率特征

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基于马尔可夫过程的水下运动目标启发式搜索 被引量：4

10

作者 吴芳 杨日杰 高青伟 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期1088-1093,共6页

在搜索海域存在障碍的情况下,该文将启发式搜索算法应用于对水下运动目标的搜索,研究了基于马尔可夫过程的运动目标启发式搜索算法。建立了马尔可夫水下运动目标规避模型、搜索器启发式搜索过程模型和马尔可夫水下运动目标的搜索概率模... 在搜索海域存在障碍的情况下,该文将启发式搜索算法应用于对水下运动目标的搜索,研究了基于马尔可夫过程的运动目标启发式搜索算法。建立了马尔可夫水下运动目标规避模型、搜索器启发式搜索过程模型和马尔可夫水下运动目标的搜索概率模型。该算法由已知的目标先验位置分布信息不断地对目标的运动位置进行估计、更新,以获得精确的目标后验分布,再利用启发函数得到下一步的最佳搜索节点。仿真分析表明:在对水下运动目标搜索时,搜索器能有效地规避障碍,提高搜索效率,有助于研究水下目标的优化搜索。 展开更多

关键词 人工智能 水下运动目标 马尔可夫过程 启发式搜索算法 搜索效率

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水下运动目标线谱噪声源识别方法研究 被引量：4

11

作者 徐灵基 杨益新 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期1119-1125,共7页

根据运动声源的多普勒频移特性,该文提出单水听器识别低频线谱噪声源位置的3种方法。首先,利用加窗互Wigner-Ville分布(cross Wigner-Ville Distribution,XWVD)精确提取微弱多普勒频移曲线后,分别使用频率交点和最小二乘来估计噪声源通... 根据运动声源的多普勒频移特性,该文提出单水听器识别低频线谱噪声源位置的3种方法。首先,利用加窗互Wigner-Ville分布(cross Wigner-Ville Distribution,XWVD)精确提取微弱多普勒频移曲线后,分别使用频率交点和最小二乘来估计噪声源通过水听器的正横时刻从而识别噪声源位置,这两种方法称为频率交点法和最小二乘法。进一步地,利用直接对多普勒信号做WVD后自交叉项的能量发散特性,得到一种计算量相对较小的噪声源识别方法。水池试验和海上试验分析结果表明,基于多普勒效应的3种方法都对噪声源进行了有效定位,性能明显优于现有的通过特性法,其中最小二乘法定位精度略优于基于交叉项特性的方法,频率交点法定位误差略大。 展开更多

关键词 水声信号处理 噪声源识别 水下运动目标 多普勒频移 加窗互Wigner-Ville分布 最小二乘估计

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水下运动体横—滚控制弹道稳定性探讨 被引量：2

12

作者 李天森 马慧 李斌 《船舶力学》 EI 2004年第2期42-46,共5页

本文根据水下运动体空间运动方程与横—滚控制方程,探讨了控制参数与舵机特性对控制弹道稳定性的影响。

关键词 水下运动体 横-滚控制方程 控制参数 稳定性 控制弹道 海军武器

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膜态沸腾球体水下运动减阻特性 被引量：1

13

作者 李佳川 魏英杰 +1 位作者 王聪 夏维学 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期345-352,共8页

为揭示膜态沸腾球体水下运动减阻机理,基于计算流体力学方法,采用Mixture多相流模型,耦合蒸发-冷凝相变模型,对亚临界雷诺数范围内的膜态沸腾球体绕流减阻特性进行数值仿真,得到的阻力系数与文献[11]实验结果具有较好的一致性。对比分... 为揭示膜态沸腾球体水下运动减阻机理,基于计算流体力学方法,采用Mixture多相流模型,耦合蒸发-冷凝相变模型,对亚临界雷诺数范围内的膜态沸腾球体绕流减阻特性进行数值仿真,得到的阻力系数与文献[11]实验结果具有较好的一致性。对比分析了普通球体与膜态沸腾球体的绕流特性,研究了雷诺数对膜态沸腾球体绕流特性的影响,分析了膜态沸腾球体绕流运动减阻机理。仿真结果表明:膜态沸腾球体蒸汽膜的存在使球体壁面的无滑移边界条件转化为蒸汽膜的滑移边界条件,减小了壁面对流体的粘滞作用,使流动分离点向尾部移动,减小了球体绕流阻力;蒸汽会在球体尾部发生堆积,随着雷诺数的增大,堆积位置向后移动,阻力系数变小,尾部流动更趋于流线型。 展开更多

关键词 膜态沸腾球体 蒸汽膜 绕流特性 水下运动 减阻特性

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瞬时频率估计的水下运动目标参数估计方法 被引量：3

14

作者 徐灵基 杨益新 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1089-1093,1107,共6页

针对水下运动目标的参数估计,建立了目标与水听器相对运动形成的多普勒模型.提出利用互L-Wigner分布(cross L-Wigner distribution,XLWD)作为瞬时频率估计器,精确估计水听器接收到的目标辐射线谱信号的多普勒频移,同时也获得信号的时变... 针对水下运动目标的参数估计,建立了目标与水听器相对运动形成的多普勒模型.提出利用互L-Wigner分布(cross L-Wigner distribution,XLWD)作为瞬时频率估计器,精确估计水听器接收到的目标辐射线谱信号的多普勒频移,同时也获得信号的时变幅值,进而通过加权非线性最小二乘法估计得到水下运动目标的参数.海试数据分析表明,相对估计误差在20%以内时,正横距离和速度估计值的概率分别大于0.85和0.96,试验结果验证了方法的有效性. 展开更多

关键词 水下运动目标 参数估计 多普勒频移 瞬时频率估计 加权非线性最小二乘法

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反潜作战中潜艇水下运动模型建模与仿真 被引量：2

15

作者 罗光成 陈丁丁 +1 位作者 焦振军 张英 《航空兵器》 2013年第6期49-52,共4页

潜艇的水下运动轨迹对于反潜作战有着重要的意义。实际反潜作战时,潜艇的水下位置依靠预先感知信息进行判断,仅能得到其大致区域,无法获得详细的潜艇运动参数。本文立足于水下潜艇运动要素的分布规律,研究了要素间多维随机变量生成算法... 潜艇的水下运动轨迹对于反潜作战有着重要的意义。实际反潜作战时,潜艇的水下位置依靠预先感知信息进行判断,仅能得到其大致区域,无法获得详细的潜艇运动参数。本文立足于水下潜艇运动要素的分布规律,研究了要素间多维随机变量生成算法。结合此算法,产生了水下潜艇的常规运动航迹以及规避运动航迹。在已知潜艇部分先验信息的情况下,对水下潜艇的运动进行仿真,并验证了随机变量波动带来的虚拟航迹与真实航迹的偏差。 展开更多

关键词 潜艇 反潜作战 生成航迹 水下运动

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水下运动物体及海底地形的SAR探测的初步研究 (二)海底地形的SAR仿真影像分析 被引量：2

16

作者 张庆华 杭可 《黄渤海海洋》 CSCD 1998年第4期1-8,共8页

海底地形所引起的流场变化会调制海水表面的小尺度波动，从而可以被合成孔径雷达（ＳＡＲ）所探测。本文利用谱方法计算了一假想海底地形对均匀背景流场的影响。在袁业立有关海波高频谱形式及ＳＡＲ影像原理的理论分析基础上［１，２］... 海底地形所引起的流场变化会调制海水表面的小尺度波动，从而可以被合成孔径雷达（ＳＡＲ）所探测。本文利用谱方法计算了一假想海底地形对均匀背景流场的影响。在袁业立有关海波高频谱形式及ＳＡＲ影像原理的理论分析基础上［１，２］，本文进一步计算了海底地形ＳＡＲ影像的Ｇ值分布图，并讨论了地形的高度、背景流方向、背景流流速对海底地形ＳＡＲ影像的影响。 展开更多

关键词 SAR影像 海底地形 水下运动物体 G值分布图

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一种多途环境下水下运动目标被动定位方法 被引量：3

17

作者 陈励军 《声学技术》 CSCD 1998年第2期74-77,共4页

本文根据实际情况建立多途信道传播模型。由此模型提出了一种利用单水听器进行目标距离事先预估，事后修正的被动测距方法。文章分析了测距误差。在此基础上又提出了利用３个水听器组成的基阵进行运动目标被动跟踪定位的方案。根据该方... 本文根据实际情况建立多途信道传播模型。由此模型提出了一种利用单水听器进行目标距离事先预估，事后修正的被动测距方法。文章分析了测距误差。在此基础上又提出了利用３个水听器组成的基阵进行运动目标被动跟踪定位的方案。根据该方案建立的定位系统进行了海上试验，数据处理结果令人满意。海上试验表明，该方案是一种易于实现而又非常实用的方法。本文根据实际情况建立多途信道传播模型。由此模型提出了一种利用单水听器进行目标距离事先预估，事后修正的被动测距方法。文章分析了测距误差。在此基础上又提出了利用３个水听器组成的基阵进行运动目标被动跟踪定位的方案。根据该方案建立的定位系统进行了海上试验，数据处理结果令人满意。海上试验表明，该方案是一种易于实现而又非常实用的方法。 展开更多

关键词 水下运动目标 被动定位 多途信道传播 实时测量

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水下运动物体及海底地形的SAR探测的初步研究(一)水下运动物体的SAR仿真影像分析 被引量：1

18

作者 张庆华 杭可 《黄渤海海洋》 CSCD 1998年第3期1-9,共9页

当物体在水中运动时，它所引起的流场变化会调制海水表面的小尺度波动，从而可以被合成孔径雷达（ＳＡＲ）所探测。本文建立了一个三维半隐式格式，对水下运动物体的绕流问题进行了数值计算。在袁业立有关海波高谱形式及ＳＡＲ影像原理... 当物体在水中运动时，它所引起的流场变化会调制海水表面的小尺度波动，从而可以被合成孔径雷达（ＳＡＲ）所探测。本文建立了一个三维半隐式格式，对水下运动物体的绕流问题进行了数值计算。在袁业立有关海波高谱形式及ＳＡＲ影像原理的理论分析基础上，本文进一步计算了水下运动物体ＳＡＲ影像的Ｇ值分布图，并讨论了物体深度、海水水深、海表面主波方向对水下运动物体ＳＡＲ影像的影响。 展开更多

关键词 SAR影像 水下运动物体 海底地形 海水 电磁波

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基于多传感器信息融合的水下运动体速度测量

19

作者 徐侃 徐国华 +1 位作者 夏英凯 赵寅 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第5期144-147,共4页

针对水下运动体测速中存在的难度大、精度低等问题,提出一种基于加速度计和机械测速装置的融合测速方法。该方法实质上是一种改良的模糊自适应卡尔曼滤波,在常规卡尔曼滤波的基础上,引入了自适应参数,并通过模糊控制器对残差的监控来实... 针对水下运动体测速中存在的难度大、精度低等问题,提出一种基于加速度计和机械测速装置的融合测速方法。该方法实质上是一种改良的模糊自适应卡尔曼滤波,在常规卡尔曼滤波的基础上,引入了自适应参数,并通过模糊控制器对残差的监控来实时调整自适应参数。经Matlab仿真和实际试验证实:该方法可以有效地提高卡尔曼滤波器的跟踪性,并改善滤波效果,适用于通用的水下运动体测速。 展开更多

关键词 加速度计 机械测速装置 水下运动体 融合测速 模糊自适应 卡尔曼滤波

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水下运动目标噪声线谱的联合估计方法

20

作者 李耀波 任志良 陈光 《兵工自动化》 2005年第6期6-7,共2页

水下目标辐射噪声特征谱线的联合估计,基于水下运动目标线谱数学模型,通过分析水下目标辐射噪声特征等信息实现。基于经典谱与现代谱估计的联合估计法提取水下目标辐射噪声线谱特征,首先分别估计采集数据的功率谱,得到估算功率谱图;分... 水下目标辐射噪声特征谱线的联合估计,基于水下运动目标线谱数学模型,通过分析水下目标辐射噪声特征等信息实现。基于经典谱与现代谱估计的联合估计法提取水下目标辐射噪声线谱特征,首先分别估计采集数据的功率谱,得到估算功率谱图;分析功率谱图,确定线谱存在的大致区域,再估计精确线谱。 展开更多

关键词 水下运动目标 辐射噪声 特征提取 噪声线谱 功率谱

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