利用频率波数谱能量扩展差异的水面水下目标分辨

提出基于波数能量频域扩展特征的水面水下目标分辨方法,通过模态域波束形成计算频率波数谱,并根据环境信息建立目标深度与波数扩展差异间的映射关系,并以此作为判决模型实现目标深度辨识。仿真结果表明所提方法在目标方位预估不准时依然稳健。通过SWellEx-96数据和大连海域实测数据验证了本文所提方法的有效性,海上试验数据处理结果表明该方法在132 m水平阵纵向有效孔径、100～800 Hz处理频段条件下,初步具备了水面水下目标分辨能力,且水面目标波数扩展特征高出水下目标10°左右,两类目标差异明显。从声传播特性的角度,所提方法为解决目标深度辨识难题提供了新的思路。     

水下目标辐射噪声的非线性检验

由于非线性是混沌产生的必要条件,所以讨论一个观测时间序列是否具有非线性,对进一步利用混沌时间序列方法分析观测时间序列很有意义。本文讨论水下目标辐射噪声信号中非线性问题,运用替代数据方法,根据实验数据与替代数据之间峭度和自相关两个量的差异性,分析了水下目标辐射噪声信号中的非线性成分,得出结论：水下目标辐射噪声信号中存在非线性成分,且这种非线性不是由于静态测量函数的非线性引起的,为利用非线性时间序列分析方法分析水下目标噪声信号提供了理论依据。     

舰船壳体结构噪声分离技术研究——非线性频谱特征及特征谱分离策略

为分离舰船壳体结构非线性系统的结构噪声,考虑其非线性及响应谱特征,将其理想成纯输入非线性系统,采用Volterra级数模型计算其广义频响函数,获得非线性频谱特征,提出非线性系统噪声源分析策略,并进行数值仿真和试验研究,其结果表明:非线性频谱特征合理存在;提出的非线性系统噪声源分析策略合理有效,可实现系统激励源和广义频响函数的参数估计。非线性频谱特征及提出的非线性系统噪声源分析策略,为深入开展舰船壳体结构噪声的非线性特征识别及其特征谱分离研究提供基础。     

基于小波与三次样条插值的包迹谱的水下目标分类研究

研究了水下目标辐射噪声中包迹谱特征的提取。包迹波形由目标波形的极大值点连线构建而成。在对目标辐射噪声进行小波变换后,检索了波形极大值点,并采用三次样条插值算法,实现包迹波形的构建。根据构建波形提取包迹谱,最后把提取的特征送入模糊ART神经网络分类器进行识别。实验表明,这种方法对水下目标辐射噪声具有很好的分类效果,同时又能从其包迹谱中观察出原始波形不同程度的周期性。     

基于小波变换的舰船辐射噪声特征提取

本文将小波变换用于舰船辐射噪声特征分析。先用Mallat快速算法实现信号的多尺度分解,然后进行各级小波的谱特征和波形结构特征提取,最后将这些特征与原始信号的特征输入同一类型神经网络分类器,进行分类比较。结果表明,小波变换使信号的谱类别特征和波形结构特征有了明显增强,且能压缩特征空间的维数。     

三元阵被动测距浅海试验及后置处理

为改进三元阵被动测距性能,采用了滑动窗互相关器估计时延,与常规互相关器相比时延估计性能有较大提高;采用的方位和距离的改进计算公式,在近程有很高的测距精度.针对实验结果瑕点多的现象,提出了在线自动跟踪剔除瑕点的方法,能稳健有效自动地筛选出高质量的数据,称之为"圆筛".并引入了"动态滤波",将其与"圆筛"结合作为后置处理模块.介绍了浅水、近程的三元阵被动测距海试结果,目标船分别为摩托艇和中型双体船,测距结果与精度为20 cm的差分GPS定位结果比较,表明"圆筛'和"动态滤波"相结合的后置处理方法,可显著改善测距效果.     

非高斯水声瞬态信号Power-Law检测

根据水声瞬态信号检测的特点,研究了基于高阶谱的power-law算法及其在水声瞬态信号检测中的应用。模拟试验和实际数据处理结果表明基于高阶谱的power-law瞬态信号检测器在检测非高斯瞬态信号方面优于传统的基于DFT的power-law检测器,有较好的应用前景。     

面向自适应害虫诱捕的LED光源照明系统

设计了基于LED单个窄带光谱光源的害虫诱捕系统，可适应于不同害虫在不同季节环境下的趋光性。结合环境参数检测、诱杀虫量检测、单灯多波段LED调控和网络化分布式布局的系统功能，通过害虫趋光自适应模式选取确定最佳光谱LED光源，引诱最大化害虫量。设计了适应生态农业领域不同植株高度和密度的网络化诱捕系统结构。设计了基于害虫趋光性和趋色性的LED多波段灯具，通过测定365~430 nm波段的LED光源，分析得出单光谱波段稳定性及其多波段效果。     

扫描深度误差对声图测量的影响及其修正方法研究

声图测量技术是一种适用于近场的精确被动定位技术。为了提高测量精度,分析了扫描深度误差对声图测量的影响,并提出了修正方法。通过理论分析表明对于过阵航行过程,当扫描深度大于目标声源实际航行深度时,误差可以被修正,并可测得目标声源的实际过阵深度;而当扫描深度小于目标实际航行深度时,误差将不能被修正。用理论分析结果处理仿真及海上实验数据,修正效果良好且与理论分析一致。     

声图测量及定位海试研究

声图测量技术是一种高精度的近场被动定位技术,可以测量平台辐射源分布声像,确定目标辐射亮点的位置.进行了声图测量海试,并通过处理和分析海试数据,验证了该技术的可行性和实用性.研究结果表明:基于45 m长的10元等距线阵,该定位技术至少在200 m内可达到米级的测量精度,且该测量方法十分稳健;在近场,普通船舶在高频(2～10 kHz)仍可以被看作是单亮点的,双体船双桨同时工作时是双亮点的.