基于循环谱的水声通信信号辐射源个体识别

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作者 张亮 张海刚 孟春霞 《声学技术》 北大核心 2025年第1期13-20,共8页

随着无线通信技术的快速发展,无线通信系统的通信安全也面临着前所未有的挑战。如何有效实现在非介入条件下进行水声通信物理层信号的识别分析越发重要。文章提出了一种基于循环谱特征的水声通信信号辐射源个体识别方法,采用具有不同滚... 随着无线通信技术的快速发展,无线通信系统的通信安全也面临着前所未有的挑战。如何有效实现在非介入条件下进行水声通信物理层信号的识别分析越发重要。文章提出了一种基于循环谱特征的水声通信信号辐射源个体识别方法,采用具有不同滚降因子的根升余弦滤波器表征不同的水声通信信号辐射源个体,设计了适合于水声通信信号的轻量型神经网络模型MobilenetV3-small,将循环谱图作为网络输入,可实现5个二进制相移键控调制辐射声源信号的识别。仿真结果表明,与传统的卷积神经网络VGG16相比,文中所提方法在运行速度、参数量和损失率等方面表现更好,验证了该个体识别算法的有效性。 展开更多

关键词 水声通信信号辐射源 循环谱特征 MobilnetV3-small深度学习网路 个体识别

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非合作水声通信辐射源个体识别初探

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作者 张亮 张海刚 孟春霞 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期621-627,共7页

辐射源个体识别是非合作水声通信信号调制样式识别之后进一步获取对方通信设备固有信息的重要途径。为解决海洋信道中非合作水声通信辐射源个体识别的难题,文章对水声通信发射机性能差异进行分析,重点对水声发射机根升余弦滚降滤波器的... 辐射源个体识别是非合作水声通信信号调制样式识别之后进一步获取对方通信设备固有信息的重要途径。为解决海洋信道中非合作水声通信辐射源个体识别的难题,文章对水声通信发射机性能差异进行分析,重点对水声发射机根升余弦滚降滤波器的非线性进行描述,并针对非合作水声通信信号先验信息缺失且信号具有循环平稳性的特点,提出了一种利用循环谱等值线图区分不同辐射源的个体识别方法。以二进制相移键控信号为例,进行不同滚降因子条件下循环谱特征的仿真分析。研究结果验证了当信噪比不小于3 dB时文中所提辐射源个体识别方法的可行性。 展开更多

关键词 海洋信道 非合作水声通信 辐射源个体识别 循环谱特征

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基于改进蚁群算法的高精度水声定位航路规划 被引量：1

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作者 刘翰富 曲龙 +2 位作者 秦莎莎 商志刚 喻敏 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第3期323-334,共12页

精确的水声定位是进行海洋资源勘探、海底管道敷设、海洋地形测绘等海洋开发活动的前提。其中一类典型的定位目标是可发射周期声信号的固定信标。文章利用单个自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)对该类目标进行定位,... 精确的水声定位是进行海洋资源勘探、海底管道敷设、海洋地形测绘等海洋开发活动的前提。其中一类典型的定位目标是可发射周期声信号的固定信标。文章利用单个自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)对该类目标进行定位,其中一个关键问题是AUV的航路规划。传统的航路规划方法通常研究避障和路径长度最优化,未考虑定位问题的特殊性,而最终的定位精度是与航路息息相关的。因此,传统的航路规划方法容易导致所规划航路的定位精度较差。针对这一问题,文章在传统蚁群算法的基础上,首先引入Bresenham画圆算法规划圆形航路,保持定位目标处于AUV舷侧声呐视野范围内,避免信号缺失;同时在信息素设计中加入了定位精度因子,使得所规划的航路能充分考虑到定位精度。仿真实验表明,文中所提出的方法可以在传统航路规划避障能力、路径长度优化能力的基础上兼顾定位任务,提高针对声信标类目标的定位精度及定位鲁棒性。 展开更多

关键词 航路规划 蚁群算法 水声定位 水下无人航行器

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基于排序码本的水声自适应OFDM通信中信道状态信息反馈研究

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作者 刘凇佐 韩雪 +2 位作者 马璐 徐金颉 杨洋 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2095-2103,共9页

水声(UWA)信道时延扩展大等特点导致信道频响(CFR)快衰落,水声通信(UWAC)技术发展受到挑战。发射端获取有效可靠的信道状态信息(CSI)是自适应通信的前提,针对水声自适应正交频分复用(OFDM)通信的需求,该文提出基于排序码本的信道状态信... 水声(UWA)信道时延扩展大等特点导致信道频响(CFR)快衰落,水声通信(UWAC)技术发展受到挑战。发射端获取有效可靠的信道状态信息(CSI)是自适应通信的前提,针对水声自适应正交频分复用(OFDM)通信的需求,该文提出基于排序码本的信道状态信息分组排序拟合反馈算法(CSI-GSFF),包括分组、排序、数据拟合3个步骤。该算法首先将相邻导频子载波分组,以组为反馈单元;然后对各组内的导频子载波按照信道增益值进行排序,以减轻水声信道频响快衰落造成的反馈开销大等不利影响;最后进行多项式拟合,排序操作有效地降低了拟合阶数。通过实测海试时变信道数据仿真,结果表明,该文提出的信道状态信息反馈算法能够基本达到完美信道状态信息情形下的水声自适应OFDM通信系统误码率性能,同时可以有效地减少反馈开销。 展开更多

关键词 水声通信 正交频分复用 自适应调制 信道状态信息 有限反馈

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定向接收低冲突率水声网络媒体接入控制协议

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作者 郑茂醇 韩笑 +2 位作者 葛威 孙瑶 殷敬伟 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期925-933,共9页

在全向水声通信网络场景中,较大的传播时延和较高的数据包碰撞率严重影响了网络性能。相比全向接收技术,声矢量传感器的声压和振速通过线性加权组合可以形成单边指向性,实现定向接收某个方向上的信号,进而提高网络的空间复用率。该文首... 在全向水声通信网络场景中,较大的传播时延和较高的数据包碰撞率严重影响了网络性能。相比全向接收技术,声矢量传感器的声压和振速通过线性加权组合可以形成单边指向性,实现定向接收某个方向上的信号,进而提高网络的空间复用率。该文首先分析了声矢量传感器定向接收模式下的网络中断概率,验证定向接收技术网络应用的可行性。然后,提出了定向接收低冲突概率媒体接入控制协议(DRLCP-MAC)。该协议利用指向性接收波束握手机制建立稳定的数据传输链路,通过状态转移策略构建多对并行通信链路,缩小虚拟载波监听范围,提高网络的空间复用度。仿真结果表明,与水下冲突避免多址接入协议(MACA-U)和时隙地面多址接入协议(Slotted-FAMA)相比,DRLCP-MAC协议使信道接入成本降低了约50%和60%,网络吞吐量提升了约60%和400%,端到端时延降低了约50%和85%。 展开更多

关键词 水声网络 定向收信 矢量传感器 媒体接入控制协议

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多目标击水声信号特征关联方法

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作者 李研赫 邹男 +4 位作者 张丽敏 刘冰 修贤 吴宗铮 傅可一 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1921-1932,共12页

目标入水产生的击水声信号形式复杂,在海洋尖刺干扰的影响下易造成漏报和虚警,当多目标不等间隔陆续入水,不同观测节点间同一目标的击水声信号难以正确关联。针对上述问题,提出一种多目标击水声信号关联方法。通过经验模态分解将检测到... 目标入水产生的击水声信号形式复杂,在海洋尖刺干扰的影响下易造成漏报和虚警,当多目标不等间隔陆续入水,不同观测节点间同一目标的击水声信号难以正确关联。针对上述问题,提出一种多目标击水声信号关联方法。通过经验模态分解将检测到的瞬态信号分解为固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),并提取各阶IMF的频谱等特征,利用灰色关联分析,模糊C均值聚类两种算法实现多击水声信号的关联,为后续的分布式定位提供必要条件。仿真结果表明:当特征参数个数为6时,两种方法的目标关联正确率分别可达98%和87%;当测量节点个数为7时,两种方法的目标关联正确率分别可达95%和87%。仿真结果证明了本文方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 击水声信号 多目标关联 瞬态信号 特征关联

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基于协方差矩阵拟合的小平台共形阵稳健波束形成技术

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作者 宫诗雨 方尔正 张家宁 《水下无人系统学报》 2024年第5期874-883,共10页

针对无人水下航行器等小尺度平台机动且阵列孔径有限条件下的稳健探测需求,依据应用于小平台U形共形平面阵设计多种波束形成算法。分析快拍数、输入信噪比及导向向量误差等对波束形成方法稳健性的影响。虽然最小方差无畸变波束形成方法... 针对无人水下航行器等小尺度平台机动且阵列孔径有限条件下的稳健探测需求,依据应用于小平台U形共形平面阵设计多种波束形成算法。分析快拍数、输入信噪比及导向向量误差等对波束形成方法稳健性的影响。虽然最小方差无畸变波束形成方法具有高阵增益的优点,但其在存在基阵导向向量误差和协方差矩阵估计误差的条件下性能下降较为严重,基于此提出了协方差矩阵拟合波束形成方法和双约束稳健最小方差无畸变响应波束形成方法,并通过数值仿真分析与其他多种波束形成方法对比验证稳健波束形成方法应用于水下小平台共形阵的稳健性。最后在考虑阵元位置误差时通过消声水池实验对多种波束形成方法的实际性能进行进一步对比验证。 展开更多

关键词 无人水下航行器 共形阵 波束形成 协方差矩阵拟合

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结构声源浅海辐射声场计算及特性研究

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作者 王佳 张揽月 +2 位作者 胡博 吴迪 胡雪茹 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期119-128,共10页

针对浅海环境影响噪声测量准确性的问题,本文开展水下航行器类结构声源在浅海环境下辐射声场计算及特性研究。基于联合有限元等效源法与声传播模型相结合的方法建立结构声源在浅海环境下辐射声场计算模型,对该模型进行改进以提升计算效... 针对浅海环境影响噪声测量准确性的问题,本文开展水下航行器类结构声源在浅海环境下辐射声场计算及特性研究。基于联合有限元等效源法与声传播模型相结合的方法建立结构声源在浅海环境下辐射声场计算模型,对该模型进行改进以提升计算效率,并对其有效性进行验证。分析声源频率、海水深度、潜深及声速剖面等因素对结构声源与点源辐射声场的影响。结果表明:在近距离处,结构声源的辐射声场与点源相比更为复杂,但随着距离的增加,二者有一定的相似性。声源在高频段的辐射声场相较低频段更为复杂。随着声源与界面距离的增加,在近距离处的声场分布接近于自由场中的声场分布。声速剖面在近距离处对声场影响较小,但随着距离的增加,影响逐渐增大。 展开更多

关键词 波导 结构 有限元法 等效源法 射线声学 简正波 声场特性 声传播

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潜艇主艇体模型水下水动力特性的数值分析

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作者 王欢 方尔正 洪连进 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期292-300,共9页

本文使用STAR-CCM+仿真软件对Suboff主艇体模型的三维粘性流场进行数值研究,以获得具有较高精度的数值计算方法。通过将仿真结果和试验结果对比,分析不同的湍流模型和网格划分对计算结果的影响。结果表明:雷诺应力湍流模型仿真结果与试... 本文使用STAR-CCM+仿真软件对Suboff主艇体模型的三维粘性流场进行数值研究,以获得具有较高精度的数值计算方法。通过将仿真结果和试验结果对比,分析不同的湍流模型和网格划分对计算结果的影响。结果表明:雷诺应力湍流模型仿真结果与试验结果最接近;当速度分别为5.92、10.00、11.84、13.92、16.00和17.99 kn时,相对误差小于3%的壁厚取值范围分别为:0.000 2~0.000 8 m、0.000 04~0.000 06 m、0.000 04~0.000 06 m、0.000 03~0.000 05 m、0.000 02~0.000 1 m、0.000 04~0.000 2 m,棱柱层总厚度取值范围为0.013~0.12 m,也可直接用公式计算。基于模拟分析结果,给出了AFF-1在改进网格划分方法后较为理想的数值计算结果。最后选择AFF-2模型验证了本文计算方法的准确性。 展开更多

关键词 数值计算 水下 Suboff主艇体模型 Suboff全附体模型 湍流模型 棱柱层 第一层厚度 总厚度

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深海海沟对风成噪声场垂直相关性的影响

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作者 胡博 王天 +2 位作者 张昊阳 于兴超 王思佳 《声学技术》 北大核心 2025年第2期155-163,共9页

海沟地形起伏巨大,复杂多变,对声传播有很大影响。为了分析海沟对深海风成噪声垂直相关性的影响,首先,基于三维射线理论和实际海沟地形,建立了海沟附近海域的深海风成噪声场理论模型;然后,研究了噪声场的垂直相关性对海沟参数变化的敏... 海沟地形起伏巨大,复杂多变,对声传播有很大影响。为了分析海沟对深海风成噪声垂直相关性的影响,首先,基于三维射线理论和实际海沟地形,建立了海沟附近海域的深海风成噪声场理论模型;然后,研究了噪声场的垂直相关性对海沟参数变化的敏感性及海沟参数的影响规律;最后,基于射线逆推方法,分析了海沟影响噪声场垂直相关性的机理。仿真结果表明,与阵列相对海沟中心的水平距离相比,阵列深度对垂直相关性的影响更大,深度越深,垂直相关性的振荡越弱,越趋近于0;海沟深度和宽度的增大会导致相关性先略微增大再减小,但这种变化并不明显;当阵列深度较深时,与斜坡地形相比,海沟等大深度地形对噪声场垂直相关性的影响更大,需要重点考虑。射线逆推分析表明,海沟改变了声线的传播路径,导致接收阵处声线的种类和数量发生变化是海沟引起噪声场空间特性变化的主要原因。 展开更多

关键词 海沟 深海风成噪声 垂直相关性 三维射线理论 射线逆推

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三次样条插值参量阵激励信号预调制算法

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作者 朱广平 李萌 +1 位作者 王成 孙辉 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第3期513-520,共8页

水声参量阵二次波的自解调是非线性物理过程,针对参量发射阵激励信号的预调制这一关键技术,本文提出一种基于Berktay远场解的三次样条插值预调制算法。利用三次样条插值对预设信号进行函数逼近,并进行2次积分处理,处理后的信号经过收敛... 水声参量阵二次波的自解调是非线性物理过程,针对参量发射阵激励信号的预调制这一关键技术,本文提出一种基于Berktay远场解的三次样条插值预调制算法。利用三次样条插值对预设信号进行函数逼近,并进行2次积分处理,处理后的信号经过收敛补偿和开根,与高频载波相乘,可得到参量阵的激励信号,该激励信号通过参量阵发射在水中,自解调形成的二次波与预设信号相近。仿真和实验数据表明:该方法与常规的参量陈预调制算法相比,可在不降低运算速度的前提下,提升参量阵预调制效果。本文提出的参量阵激励信号预调制算法可以很好地解决参量阵、次波波形畸变问题。 展开更多

关键词 参量阵 二次波 非线性 调制算法 伯克泰远场解 三次样条插值 函数逼近 快速积分

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沉底式矢量水听器阵辐射噪声测量系统

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作者 胡园 李天星 +1 位作者 曹建国 郭龙祥 《应用声学》 北大核心 2025年第1期182-190,共9页

矢量水听器可以同步共点测量声场的声压和振速的各正交分量,具有与频率无关的偶极子指向性,有益于小尺度矢量水听器阵获取较高空间增益和测量目标低频段低辐射噪声。该文依据安静型水下航行器低频段辐射噪声测量的需求,进行了矢量阵测... 矢量水听器可以同步共点测量声场的声压和振速的各正交分量,具有与频率无关的偶极子指向性,有益于小尺度矢量水听器阵获取较高空间增益和测量目标低频段低辐射噪声。该文依据安静型水下航行器低频段辐射噪声测量的需求,进行了矢量阵测量增益的理论分析和仿真计算,并结合小尺寸水下目标低辐射噪声测量实际应用,设计了一种刚性沉底式矢量水听器阵低频辐射噪声测量系统。该系统实现了水下目标辐射噪声数据的同步采集、存储和实时传输。在千岛湖对测量系统进行了性能初步测试,结果表明,湖试环境中,相同孔径下,其指向性和近场聚焦性能优于声压阵,具有更好的空间增益,预计在水下目标低频段辐射噪声测量实际工程应用中有明显优势。 展开更多

关键词 辐射噪声 矢量水听器阵 测量系统 空间增益

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失事目标水中搜寻技术发展现状及趋势 被引量：4

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作者 李海森 张阳 +1 位作者 朱建军 杜伟东 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期546-553,579,共9页

针对近年来海洋事故日益增多的问题,本文研究分析了水中搜寻技术发展现状及趋势。本文以水中搜寻技术为对象,对当前水中失事目标进行了分类,分析了水中搜救策略研究现状,讨论了3种数据与模型搜寻方法。阐述了水中搜寻平台与设备发展情况... 针对近年来海洋事故日益增多的问题,本文研究分析了水中搜寻技术发展现状及趋势。本文以水中搜寻技术为对象,对当前水中失事目标进行了分类,分析了水中搜救策略研究现状,讨论了3种数据与模型搜寻方法。阐述了水中搜寻平台与设备发展情况,结合当前搜寻技术的不足,从增强失事目标定位能力,提高水下机器人水下搜寻能力与智能化,提高集群化、多平台协同组网能力和提高声学探测设备性能与数据处理能力4个方面给出了水中搜寻技术发展趋势。 展开更多

关键词 海洋搜救 搜寻策略 海洋漂移模型 水下机器人 黑匣子 被动声呐 多波束测深系统 协同组网

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水下定位精度优化的AUV航路规划方法

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作者 井中武 张昊楠 +2 位作者 刘冰 饶炜 阮福明 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期111-118,共8页

针对水声定位任务背景下,自主水下航行器的路径规划未充分考虑定位精度需求,导致定位精度较差的问题,本文提出了一种基于改进人工势场法的路径规划方法。通过建立视线力,使目标保持在声呐的视线范围内,并建立定位精度势场,以优化定位精... 针对水声定位任务背景下,自主水下航行器的路径规划未充分考虑定位精度需求,导致定位精度较差的问题,本文提出了一种基于改进人工势场法的路径规划方法。通过建立视线力,使目标保持在声呐的视线范围内,并建立定位精度势场,以优化定位精度。该方法与传统的引力场和斥力场相结合,同时具备避障能力,实现了对于定位精度与自主避障能力的兼顾。湖试试验结果验证了所提方法的有效性。 展开更多

关键词 路径规划 自主水下航行器 水声定位 人工势场法 长基线定位 定位精度 时延差 声信标

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前视声呐图像小目标智能感知与跟踪算法

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作者 贾昊明 于晓阳 周天 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期129-137,共9页

针对传统深度学习模型对小目标感知能力有限的难题,本研究首先提出基于注意力机制的YOLOv5_cs检测模型,在此基础上通过声呐图像公开数据集开展模型预训练,利用迁移学习来增强网络对目标的特征提取能力。联合DeepSORT应用于多目标跟踪任... 针对传统深度学习模型对小目标感知能力有限的难题,本研究首先提出基于注意力机制的YOLOv5_cs检测模型,在此基础上通过声呐图像公开数据集开展模型预训练,利用迁移学习来增强网络对目标的特征提取能力。联合DeepSORT应用于多目标跟踪任务中,通过对真实水池实验中采集的多目标跟踪数据集的测试结果分析表明:本研究提出的算法相比于传统YOLOv5联合DeepSORT算法,多项评价指标得到提升,其中多目标跟踪准确度指标提升了4.85%,多目标跟踪精度指标提升了0.95%,身份识别精度得分指标提升了2.66%。同时提出的算法较好地解决了目标形态发生变化条件下目标检测效果不佳导致的错跟、漏跟等问题,具有较高实际应用潜力。 展开更多

关键词 前视声呐图像 多目标跟踪 深度学习 注意力机制模块 空间转深度 非跨步卷积 迁移学习 YOLOv5_cs

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多圆柱组合体目标回波特性

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作者 张弘瑞 陈文剑 +1 位作者 王艺迪 厉夫兵 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期138-147,共10页

针对多圆柱组合体目标回波中的多次散射声场计算问题,本文提出在声束弹跳方法中利用KD树结构加速声束追踪的研究方法。建立基于多圆柱组合体目标的轴对称包围盒,通过最大方差法和中间剖分法在空间不同维度上对包围盒进行划分,同时通过... 针对多圆柱组合体目标回波中的多次散射声场计算问题,本文提出在声束弹跳方法中利用KD树结构加速声束追踪的研究方法。建立基于多圆柱组合体目标的轴对称包围盒,通过最大方差法和中间剖分法在空间不同维度上对包围盒进行划分,同时通过分离轴算法进行面元数据的归属分配,经过多次划分后完成目标KD树结构的建立;进行声束构建和声束追踪,加快追踪时声束与面元的相交判断过程;根据追踪结果进行多圆柱组合体目标强度的计算。结果表明:声波在柱体之间存在多次声散射,多次散射与一次散射回波存在相位差,干涉叠加后导致多圆柱组合体目标强度在原本一次散射的基础上得到增强或减弱。通过实验测量结果与仿真计算结果对比,不同入射角度下实测结果与理论预报结果都有较好的一致性。 展开更多

关键词 多圆柱组合体 回波特性 多次散射 KD树 声束弹跳法 空间划分 声束追踪 目标强度

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一种用于小平台的矢量声压组合垂直阵性能研究

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作者 刘亚东 方尔正 霍中皓 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第3期521-528,共8页

针对小平台声呐基阵对阵列结构和增益的要求,本文设计了一种由单矢量水听器与声压垂直阵组成的组合垂直声呐阵列。基于组合垂直阵的理论模型提出了一种基于平均声强器的方位估计方法,定量推导了组合垂直阵在三维空间内的增益转化情况并... 针对小平台声呐基阵对阵列结构和增益的要求,本文设计了一种由单矢量水听器与声压垂直阵组成的组合垂直声呐阵列。基于组合垂直阵的理论模型提出了一种基于平均声强器的方位估计方法,定量推导了组合垂直阵在三维空间内的增益转化情况并对组合垂直阵的频率特性进行分析。理论研究结果表明:该阵列不仅能够为垂直阵增添水平方位估计能力,而且可以通过三维空间内增益的转化将垂直阵在俯仰方向上的增益转化为水平方向上的增益。通过增益转化,N元组合垂直阵在水平方向上可获得5lg N的增益;平均声强器算法充分弱化了组合垂直阵对信号频率的要求,使其在f_(0)~2f_(0)内可以获得足够大的水平增益。海试的试验结果验证了本文理论的正确性。 展开更多

关键词 小平台声呐 组合垂直阵 矢量水听器 声压水听器 被动探测 增益转化 方位估计 平均声强器

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声学多普勒测速技术综述 被引量：5

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作者 曹忠义 孙大军 +2 位作者 张志鑫 张殿伦 勇俊 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1914-1926,共13页

速度信息是实现水下精确自主导航的重要参量之一。本文以海洋声学多普勒测速技术为对象,介绍了其研究现状、关键技术和发展趋势。首先将声学测速技术分为声学相关测速技术和声学多普勒测速技术;在此基础上,总结了声学多普勒测速信号处... 速度信息是实现水下精确自主导航的重要参量之一。本文以海洋声学多普勒测速技术为对象,介绍了其研究现状、关键技术和发展趋势。首先将声学测速技术分为声学相关测速技术和声学多普勒测速技术;在此基础上,总结了声学多普勒测速信号处理方法、技术演化历程和国内外设备发展现状;讨论了声学多普勒测速的波形设计、误差标校、性能评价、系统检测等关键技术;最后对声学多普勒测速技术未来发展进行了展望,梳理了声学环境感知、一体化融合等趋势,为相关研究提供有益的参考和借鉴。 展开更多

关键词 声学多普勒测速 多普勒计程仪 多普勒流速剖面仪 相控阵 相位编码 波形设计 误差标校 性能评价 系统检测

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基于海底基准的中远程PNT定位导航技术及验证 被引量：2

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作者 郑翠娥 程驰宇 +1 位作者 韩云峰 张居成 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2018-2026,共9页

针对海底基准中远程声学定位导航的声线翻转修正困难引起的有效声速获取不准和长传播延时引起的静态模型近似误差问题,本文依据射线声学理论和长基线定位原理,研究了一种中远程声学定位导航方法。该方法根据先验深度信息对翻转声线进行... 针对海底基准中远程声学定位导航的声线翻转修正困难引起的有效声速获取不准和长传播延时引起的静态模型近似误差问题,本文依据射线声学理论和长基线定位原理,研究了一种中远程声学定位导航方法。该方法根据先验深度信息对翻转声线进行声线跟踪修正,并构建目标运动轨迹、速度联合解算模型以补偿静态模型近似误差,实现动态目标中远程高精度定位导航。中远程海底基准系统海上性能验证结果表明:以超短基线定位结果作为外符合真值对系统和本文方法的性能进行评估,目标在距离海底基准20 km处达到了16.87 m的定位精度,满足中远程高精度定位导航需求。 展开更多

关键词 海底基准 中远程定位导航 长基线定位 声线翻转 动态定位模型 声线跟踪 轨迹估计 高精度定位

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水下声学超表面异常折射方向调控研究 被引量：1

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作者 胡博 刘凯 +1 位作者 赵思缘 李松 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期93-102,共10页

针对波束调控的问题,本文提出了一种控制波前相位的声学超表面。本文依据广义斯奈尔定律,利用不同声速的均匀介质构建了水中多频声学超表面模型,给出声学超表面产生异常声折射的基本原理,验证了声学超表面在多个频点下可以实现异常声折... 针对波束调控的问题,本文提出了一种控制波前相位的声学超表面。本文依据广义斯奈尔定律,利用不同声速的均匀介质构建了水中多频声学超表面模型,给出声学超表面产生异常声折射的基本原理,验证了声学超表面在多个频点下可以实现异常声折射现象,揭示了频率以及声波入射角对声学超表面异常折射现象的影响规律,制备了声学超表面实物在水箱中对理论结果进行验证。结果表明:在入射波频率为基频的整数倍时,超表面模型可以实现折射角相同的异常折射现象,并且入射角在一定范围内可以实现负折射现象。实验测量了水中钢板和超表面的折射情况,相较于均匀介质,在不同入射角度下设计的超表面均可以实现异常折射,并且测量值与理论值吻合较好。 展开更多

关键词 水下 声学超表面 异常折射 负折射 梯度相位 广义斯奈尔定律 多角度 消声水箱

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