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UUV攻势布雷海洋环境风险评估及方案优选 被引量:1
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作者 尹锡帆 黎鑫 +2 位作者 张韧 战勇强 赵祥鸿 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2021年第S01期31-39,共9页
[目的]构建海洋环境对无人水下航行器(UUV)攻势布雷作战性能影响的定量评估模型,并形成量化评估结果。[方法]首先,研究UUV攻势布雷海洋环境风险评估属性,提出基于模糊层次分析法和熵权法复合权重的理想解排序和集对分析思想的优选模型;... [目的]构建海洋环境对无人水下航行器(UUV)攻势布雷作战性能影响的定量评估模型,并形成量化评估结果。[方法]首先,研究UUV攻势布雷海洋环境风险评估属性,提出基于模糊层次分析法和熵权法复合权重的理想解排序和集对分析思想的优选模型;然后,对UUV使用现状和海洋环境影响进行分析,参考传统和无人攻势布雷作战效能的主要评估指标,构建UUV攻势布雷海洋环境风险性指标;最后,根据海洋环境对UUV系统影响研究的现有成果,构建风险性指标量化模型。通过仿真试验对想定的UUV攻势布雷时次进行海洋环境风险方案优选,验证本文方法和模型的可行性。[结果]UUV攻势布雷按行动阶段进行海洋环境风险性指标的拆解较为有效,构建的海洋环境风险性指标量化模型较为科学。[结论]复合权重动态偏好系数兼顾决策权威性和数据客观性,集对分析思想系统地考虑了统一与对立因素对方案选择的影响。 展开更多
关键词 无人水下航行器攻势布雷 海洋环境风险评估 复合权重 理想解排序 集对分析 方案优选
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信息熵和HQ准则在最大Lyapunov指数计算中的应用 被引量:3
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作者 王基 杨琪斌 +1 位作者 刘树勇 位秀雷 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期129-133,共5页
最大Lyapunov指数是判断时间序列是否为混沌的一个重要判据,目前应用比较广泛的是小数据量法。将信息熵和HQ准则应用在最大Lyapunov指数的算法中,改进了小数据量法。信息熵优化了相空间重构参数,克服了独立求解重构参数的不足;利用HQ准... 最大Lyapunov指数是判断时间序列是否为混沌的一个重要判据,目前应用比较广泛的是小数据量法。将信息熵和HQ准则应用在最大Lyapunov指数的算法中,改进了小数据量法。信息熵优化了相空间重构参数,克服了独立求解重构参数的不足;利用HQ准则确定邻近点个数增加了计算时的精度。仿真实验表明该改进的小数据量法在计算最大Lyapunov时具有良好的准确性,对噪声具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 信息熵 HQ准则 小数据量法 LYAPUNOV指数
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用辐射传输方程改进算法反演LandSAT8海表温度的效果检验和适用条件分析 被引量:4
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作者 黄路 邵浩 +2 位作者 张彩云 夏文杰 杨星晨 《应用海洋学学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期714-720,共7页
为检验辐射传输方程改进算法推广用于反演LandSAT8海表温度(SST)的可行性及适用条件,本研究在修订算法部分参数的基础上,分别反演出算法改进前后的LandSAT8 SST并进行比较。MODIS SST验证表明改进算法对大气透过率偏差和SST偏差均有明... 为检验辐射传输方程改进算法推广用于反演LandSAT8海表温度(SST)的可行性及适用条件,本研究在修订算法部分参数的基础上,分别反演出算法改进前后的LandSAT8 SST并进行比较。MODIS SST验证表明改进算法对大气透过率偏差和SST偏差均有明显改善,除2019-08-21图像外,其他3景图像SST偏差在0.5℃左右;浮标SST验证表明改进算法在近岸海域对SST偏差改善效果同样显著,其平均偏差bias和均方根误差rmse分别减少到0.14、0.18℃,基本可以忽略不计;进一步研究发现,改进算法SST反演精度与研究海域大气透过率分布均匀程度呈显著的正相关关系,R^(2)[bias(SST)]=0.9207,R^(2)[rmse(SST)]=0.9340。使用改进算法遥感监测电厂温排水:嵩屿电厂表层海水温升羽流不明显;而后石电厂表层温升现象最显著,温升幅度和扩散影响范围最大,在其排水口附近存在稳定的高温水体(温升>3℃);晋江电厂表层温升羽流呈扇形分布,流轴短,主要集中在排水口附近。 展开更多
关键词 海洋遥感学 辐射传输方程改进算法 LandSAT8 SST MODIS SST 大气透过率 温排水
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用HJ-1B IRS数据反演海表温度的2种辐射传输方程改进算法 被引量:2
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作者 黄路 张彩云 +2 位作者 李炎 邵浩 杨星晨 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2020年第3期58-64,共7页
针对使用NCEP再分析数据和辐射传输方程法反演SST出现偏差较大的问题,以HJ-1B SST反演为例,从修正大气透过率入手,提出中心点算法和均值点算法2种辐射传输方程改进算法。2种改进算法对大气透过率偏差和HJ SST反演偏差均有明显改善,反演... 针对使用NCEP再分析数据和辐射传输方程法反演SST出现偏差较大的问题,以HJ-1B SST反演为例,从修正大气透过率入手,提出中心点算法和均值点算法2种辐射传输方程改进算法。2种改进算法对大气透过率偏差和HJ SST反演偏差均有明显改善,反演的HJ SST与MODIS SST均呈现显著的一致性。MODIS SST验证表明2种改进算法的平均偏差和均方差在0.5℃左右;浮标SST验证表明均值点算法的反演精度较高,其平均偏差为0.55℃,而中心点算法的为0.81℃。 展开更多
关键词 NCEP 辐射传输方程法 大气透过率 HJ SST MODIS SST
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ADCP检定水池物理尺寸探讨 被引量:3
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作者 乔正明 郭晓明 +2 位作者 商少平 刘轲 赵小峰 《海洋测绘》 CSCD 2018年第5期75-78,共4页
为满足当前ADCP计量检定的迫切需求,根据ADCP在水池拖车试验检定时,换能器发射声波的主瓣、旁瓣与检定水池池壁、池底形成的几何关系,推导出了抑制旁瓣、不抑制旁瓣时检定水池的尺寸需求。以市场占有率最高的ADCP产品为研究对象,计算得... 为满足当前ADCP计量检定的迫切需求,根据ADCP在水池拖车试验检定时,换能器发射声波的主瓣、旁瓣与检定水池池壁、池底形成的几何关系,推导出了抑制旁瓣、不抑制旁瓣时检定水池的尺寸需求。以市场占有率最高的ADCP产品为研究对象,计算得出了不同工作频率ADCP对检定水池宽度和深度的理论值。导出的公式,进一步完善了ADCP计量检定的理论基础,为ADCP在室内可控环境下的检定规范制定及检定平台设施建设提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 ADCP检定 水池拖车试验 池体计算 换能器 旁瓣影响
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基于插值短时分数阶傅里叶变换-变权拟合的线性调频信号参数估计 被引量:8
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作者 曹伟浩 姚直象 +1 位作者 夏文杰 闫肃 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期86-94,共9页
针对低信噪比下线性调频(LFM)信号参数估计精度不高的问题,提出一种基于Rife插值短时分数阶傅里叶变换(STFRFT)-变权拟合(VWSF)方法。该方法利用STFRFT提高LFM信号的聚集性,实现对LFM信号瞬时频率的高精度估计,并通过VWSF进一步提高信... 针对低信噪比下线性调频(LFM)信号参数估计精度不高的问题,提出一种基于Rife插值短时分数阶傅里叶变换(STFRFT)-变权拟合(VWSF)方法。该方法利用STFRFT提高LFM信号的聚集性,实现对LFM信号瞬时频率的高精度估计,并通过VWSF进一步提高信号初始频率和调频率的估计精度。推导得到了初始频率和调频率估计的克拉美-罗限(CRLB),分析了信号时长、滑窗次数等因素对CRLB的影响。仿真实验及海试结果表明,相比于传统基于短时傅里叶变换的估计方法,Rife插值STFRFT-VWSF方法具有更高的LFM信号参数估计精度。 展开更多
关键词 线性调频信号 参数估计 短时分数阶傅里叶变换 变权拟合 Rife插值 克拉美-罗限
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基于非迭代海-气通量算法的蒸发波导预测模型研究 被引量:3
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作者 刘立行 李煜斌 +2 位作者 高志球 毕雪岩 陈勤飞 《应用海洋学学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期474-486,共13页
蒸发波导易发生在海洋等水体之上.为了深入研究蒸发波导预测模型的诊断预报技术,本研究依据目前最新的非迭代海-气通量算法,建立了非迭代通量算法蒸发波导预测模型-NEW模型,进而对新模型进行了敏感性试验,且用我国近海试验数据进行了检... 蒸发波导易发生在海洋等水体之上.为了深入研究蒸发波导预测模型的诊断预报技术,本研究依据目前最新的非迭代海-气通量算法,建立了非迭代通量算法蒸发波导预测模型-NEW模型,进而对新模型进行了敏感性试验,且用我国近海试验数据进行了检验.最后将NEW模型与目前使用广泛、效果较好的4种蒸发波导模型(即P-J模型、Babin模型、NPS模型和伪折射率模型)进行了对比分析,得到了不同模型蒸发波导高度随气象海洋要素变化的规律,结果表明非迭代通量算法模型与传统模型对不同海洋气象要素的敏感性响应是一致的.不稳定层结条件下NEW模型对蒸发波导的诊断结果接近于Babin模型和NPS模型,而稳定条件下略高于NPS模型.试验表明NEW模型可以有效地诊断预报蒸发波导.本研究系统阐述了非迭代通量算法模型的建立和适用情况,为蒸发波导预测诊断算法的更新和模型发展提出了新的思路. 展开更多
关键词 海洋物理学 蒸发波导 蒸发波导预测模型 非迭代海-气通量算法 敏感性
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冬季与北大西洋涛动相关Rossby波列传播特征及对下游气候的影响 被引量:5
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作者 李纵横 宋洁 +1 位作者 殷明 尹锡帆 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2019年第3期289-301,共13页
利用再分析数据,以在北半球冬季与北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)相关的向下游传播的准定常波列在欧洲地区是否发生反射为标准,将1957/1958年至2001/2002年这45个冬季分为高纬型和低纬型两类冬季,分别简称为在H型和L型... 利用再分析数据,以在北半球冬季与北大西洋涛动(North Atlantic Oscillation,NAO)相关的向下游传播的准定常波列在欧洲地区是否发生反射为标准,将1957/1958年至2001/2002年这45个冬季分为高纬型和低纬型两类冬季,分别简称为在H型和L型冬季。在H(L)型冬季,和NAO相联系的向下游传播的Rossby波列主要沿高纬度(低纬度)路径传播。对比了在两种类型冬季NAO与同期大气环流、近地面温度(Surface Air Temperature,SAT)、海表面温度(Sea Surface Tempertaure,SST)和降水的关系。结果表明:大气环流方面,在H型冬季,300 hPa位势高度异常在西-西伯利亚和中-西伯利亚西部与NAO呈现正相关,而在L型冬季300 hPa位势高度异常在亚洲东海岸(约40°N)和北太平洋呈现正相关,在H型冬季与NAO相关的经向风异常在中纬度形成波列,而在L型冬季与NAO相关的经向风异常在副热带形成波列;SAT方面,在H型冬季SAT异常在欧亚大陆腹地高纬度地区与NAO呈现正相关,而在L型冬季与NAO相关的SAT异常在欧亚大陆腹地的高纬度地区相对较弱,但NAO造成的SAT异常可以扩展到亚洲东北部;降水方面,H型冬季与L型冬季主要区别在中国南方,在H型冬季降水异常与NAO的关系相对较弱,而在L型冬季降水异常与NAO呈现正相关关系;SST方面,同期SST异常在北大西洋中纬度海域与NAO呈现正相关,而在L型冬季与NAO相关的SST异常在北大西洋中纬度地区相对较弱,在北大西洋北部和南部较强。总体而言,在H型和L型冬季,NAO具有不同下游影响。 展开更多
关键词 NAO 下游影响 Rossby波列 波反射
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基于URANS模型的槽道侧推器水动力性能数值计算方法 被引量:1
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作者 杨星晨 叶金铭 +2 位作者 肖昌润 柯林 黄路 《舰船科学技术》 北大核心 2023年第11期59-64,共6页
对于侧推器的研究常采用模型试验和公式推导的方法,这些方法对于侧推器的设计研究成本较高,且无法获得槽道内的精细流场。在CFD计算中,采用MRF方法计算误差较大,为此,对照1308和1308-B槽道侧推器试验,采用全流域结构网格的URANS模型对... 对于侧推器的研究常采用模型试验和公式推导的方法,这些方法对于侧推器的设计研究成本较高,且无法获得槽道内的精细流场。在CFD计算中,采用MRF方法计算误差较大,为此,对照1308和1308-B槽道侧推器试验,采用全流域结构网格的URANS模型对试验进行了仿真计算,探究了边界条件、计算域、结构网格密度和时间步长对计算结果的影响,并最终确定一套计算方法对试验结果进行了验证,发现数值计算结果与试验的吻合度较高。误差在6%以内。在此基础上对不同叶片数的1308和1308-B槽道侧推器不同螺距比下的水动力和流场特性做了计算分析。 展开更多
关键词 槽道侧推器 水动力 流场特性
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无人潜航器总体性能评估试验需求研究 被引量:1
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作者 乔正明 孙文舟 +2 位作者 刘言志 赵祥鸿 刘星 《海洋测绘》 CSCD 2020年第6期43-47,共5页
为有效提高无人潜航器(UUV)水池总体性能评估试验能力,以国内三大UUV重点实验室试验水池尺度及设施配置情况为基础,结合UUV原理和结构组成,分析了UUV水池总体性能评估具体试验需求。通过分析UUV试验水池体量特点和水池设施配置需求,总结... 为有效提高无人潜航器(UUV)水池总体性能评估试验能力,以国内三大UUV重点实验室试验水池尺度及设施配置情况为基础,结合UUV原理和结构组成,分析了UUV水池总体性能评估具体试验需求。通过分析UUV试验水池体量特点和水池设施配置需求,总结了9项UUV水池性能评估试验需求。为下一步水池规划建设和开展各项UUV水池试验提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 海底地形测量 无人潜航器 性能评估 大型水池 水池试验
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高分辨率SST反演中的图像预处理和算法修订
11
作者 黄路 郭晓明 +2 位作者 张彩云 吴易达 乔正明 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2022年第6期70-73,78,共5页
水陆分离、云检测及算法适应性修订等前期处理过程对于提高高分辨率海表温度(sea surface temperature,SST)遥感反演精度至关重要,为解决这部分内容长期被忽视且缺乏系统性总结等问题,首先梳理了热红外图像预处理的一般流程,重点介绍了... 水陆分离、云检测及算法适应性修订等前期处理过程对于提高高分辨率海表温度(sea surface temperature,SST)遥感反演精度至关重要,为解决这部分内容长期被忽视且缺乏系统性总结等问题,首先梳理了热红外图像预处理的一般流程,重点介绍了开展水陆分离和云检测的时机、原理、方法以及应着重关注的对象等;其次给出了主流SST反演算法应用在新传感器上时须进行修订的参数及方法等,并对下步各算法改进重点方向提出建议。本研究可为高分辨率SST业务化反演提供参考。 展开更多
关键词 海洋遥感 水陆分离 云检测 算法适应性修订 海表温度 热红外图像
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海底控制点水声定位测距误差的近似数学表达式 被引量:5
12
作者 孙文舟 曾安敏 +1 位作者 乔正明 赵翔 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期40-44,共5页
针对水声定位声线跟踪法计算换能器到应答器斜距值测距误差规律难以把握的问题,研究了测距误差的近似数学表达式。首先分析了控制点定位声速不确定性引起的测距误差机理;其次基于声速剖面和传播时间的线性理论(ST定理)推导了测距误差的... 针对水声定位声线跟踪法计算换能器到应答器斜距值测距误差规律难以把握的问题,研究了测距误差的近似数学表达式。首先分析了控制点定位声速不确定性引起的测距误差机理;其次基于声速剖面和传播时间的线性理论(ST定理)推导了测距误差的近似数学表达式,并分析了使用harmonic平均声速代替有效声速对测距误差数学表达式结果的影响。仿真试验结果表明,该数学表达式对测距误差估值的绝对误差随斜距值(或初始入射角)的增大而增大,在水深为3000 m,初始入射角在80°以内时,估值的绝对误差在1 cm以内,当初始入射角达到86°左右时,估值的绝对误差约7 cm,为水下静态目标定位以及水下载体动态导航定位中的声速误差修正问题提供了新的解决思路。 展开更多
关键词 海底控制点 水声定位 声线跟踪 ST定理 有效声速
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船载ADCP海上标校与参数设定方法研究 被引量:4
13
作者 陈献 刘刚 +2 位作者 姜德良 马伯乐 乔正明 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2022年第3期33-37,共5页
针对ADCP海上标校问题,深入分析多普勒流速测量原理,并结合工作实践介绍一种海上标校方法,方法首先利用20 n mile长测线计算安装偏角与振幅因子,然后利用“4”字线内符合试验与外符合试验验证校准数据的准确性。多次海上试验表明,该方... 针对ADCP海上标校问题,深入分析多普勒流速测量原理,并结合工作实践介绍一种海上标校方法,方法首先利用20 n mile长测线计算安装偏角与振幅因子,然后利用“4”字线内符合试验与外符合试验验证校准数据的准确性。多次海上试验表明,该方法标校精度高、作业流程简单,具有较好的实用价值。在此基础上依托大量工作经验并结合理论分析,给出一种ADCP平均时间、盐度、声速的参数设置,并通过海上试验验证了任何深度的水平流速计算都只需要换能器处声速值的结论,为ADCP的实际使用提供有力参考。 展开更多
关键词 声学多普勒流速剖面仪 海上标校 安装偏角 振幅因子 参数设置
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基于分数阶功率谱熵的未知水声脉冲信号检测方法 被引量:3
14
作者 夏文杰 黎鑫 +1 位作者 曹伟浩 尹锡帆 《声学技术》 CSCD 北大核心 2021年第3期415-421,共7页
水声侦察的核心问题是在无先验知识条件下捕获其他平台发射的脉冲信号,单频(Continuous Wave,CW)信号和调频(Frequency Modulation,FM)信号是常用的水声探测脉冲。功率谱熵算法能有效检测低信噪比的CW信号,但对FM信号性能不佳,分数阶傅... 水声侦察的核心问题是在无先验知识条件下捕获其他平台发射的脉冲信号,单频(Continuous Wave,CW)信号和调频(Frequency Modulation,FM)信号是常用的水声探测脉冲。功率谱熵算法能有效检测低信噪比的CW信号,但对FM信号性能不佳,分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)则能聚集FM信号能量。利用FRFT的性质,结合功率谱熵算法,设计了分数阶功率谱熵检测器,可在分数阶域实施未知脉冲信号检测。理论分析了FRFT对FM信号的能量聚集作用,优化了FRFT阶数搜索方法。仿真实验以及海试数据处理结果证实检测器对FM信号性能良好,且对CW信号的侦察检测性能无影响。通过门限学习,检测器可实现对未知水声脉冲信号的统一自动检测。 展开更多
关键词 水声脉冲信号 熵检测算法 分数阶功率谱
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声速误差对圆走航水下控制点定位影响分析 被引量:2
15
作者 孙文舟 殷晓冬 夏文杰 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2020年第12期1299-1302,共4页
针对圆走航定位声速剖面测量不准确引起水下控制点坐标解算存在偏差的问题,首先介绍了声速不确定性对测距误差的影响,并将声速测距误差分成背景声速剖面误差、随机误差、测距误差长周期项和测距误差短周期项,再通过分析坐标改正数方程... 针对圆走航定位声速剖面测量不准确引起水下控制点坐标解算存在偏差的问题,首先介绍了声速不确定性对测距误差的影响,并将声速测距误差分成背景声速剖面误差、随机误差、测距误差长周期项和测距误差短周期项,再通过分析坐标改正数方程得到不同声速测距误差项对控制点坐标定位的影响。最后,设计2组仿真实验对该理论进行验证,实验结果与理论推导的结论一致。 展开更多
关键词 海底控制点 测距误差 ST定理 最小二乘法 声速剖面
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圆走航水下静态目标定位斜距值优化算法
16
作者 孙文舟 乔正明 +1 位作者 朱忆 赵翔 《海洋测绘》 CSCD 北大核心 2021年第4期1-4,共4页
针对传统方法计算水下两点之间斜距值不准确的问题,基于声线跟踪算法,提出了以水平距离为约束条件的斜距值优化算法。首先介绍了圆走航单点定位原理,然后给出了新方法的计算原理以及具体的计算步骤,最后设计了仿真实验,将新方法与传统... 针对传统方法计算水下两点之间斜距值不准确的问题,基于声线跟踪算法,提出了以水平距离为约束条件的斜距值优化算法。首先介绍了圆走航单点定位原理,然后给出了新方法的计算原理以及具体的计算步骤,最后设计了仿真实验,将新方法与传统算法进行对比。结果表明,初始入射角在5°以内,传统迭代算法准确度更高,其他入射角范围,新方法准确度更高,表明新方法的适用性更强。 展开更多
关键词 水下目标定位 圆走航 斜距值 声线跟踪 测距误差
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