水下噪声目标被动测距技术研究

运用被动测距声纳中的三元测距技术，通过直接测1、3阵元的时延差来实现时延估计。仿真结果表明，改进的时延估计方法可提高时延估计精度，从而改善测距精度。此外，定义临界距离，并以此为分界点，分别采用K系数分配法和直接测量法对中远程和近程目标进行测距，解决了被动声纳的近程测距模糊问题。将其应用于声纳系统中，可显著提高声纳的被动测距能力，使被动测距声纳可全程测距。  

Beam pattern of sparse array for passive sonar

This work aims at sparse array without grating lobe for passive sonar, in order to increase frequency band of the passive sonar and reduce the cost. According to traditional method, the distance between two contiguous sensors in sonar array should be less than the wavelength of highest frequency of the signal; otherwise the grating lobe appears on beam pattern. The paper realizes that the conclusion of the grating lobe emergence it is not fit to the passive sonar due to the sine wave signal model in traditional method, in fact the input of passive sonar is random signal. Prom three aspect of the computer simulation, real passive sonar signal and theory analysis, it is revealed that the grating lobe does not appear on beam pattern when the distance between two contiguous sensors in passive sonar array is longer than wavelength of highest frequency. Whitening of the radiated noise can widen the frequency band, to ensure the beam pattern without the grating lobe. The conclusion of the paper is: if the band of radiated noise is wide enough (broader than 1 octave), that the wavelength of signal can be shorter than the distance between two contiguous sensors in passive sonar without grating lobe.  

一种水下未知固定深度的被动目标运动分析

本文对水下三维情形的被动目标运动分析（TMA）进行了探讨。文中使用的数据量测是关于目标的方位角、俯仰角和多卜勒频移等，且运动目标与观测平台相对深度固定未知。这是水下一种常见的三维情况。伪线性估计和最大似然估计方法的处理结果表明：由于增大了观测的信息量，运动参数的估计方差收敛性较好，估计性能得到有效改善。伪线性方法的方差估计曲线向CBR界逼近。最后该方法也适合于分析已知固定深度的三维情形与同处一个水平面的二维情形等特殊情况。  

Robust adaptive matched field processing with environmental uncertainty

The main challenges on detection and localization of quiet targets in littoral regions for passive sonar are the complicated acoustic propagation and the prevalence of loud ship interferences on the surface. Adaptive matched field processing can provide the ability to null surface interferences, but the mismatch between the computed and actual array steering vectors due to environment uncertainty, and the motion of both targets and interferences can result in loss of array gain significantly. To address the problem of environmental mismatch and target motion, a robust motion compensation algorithm and a system scheme for adaptive matched field processing have been developed. Both Numerical simulation and analysis of experimental data demonstrates that the robust AMFP scheme could suppress surface loud interferences and improve the detection performance for underwater weak moving targets in complex shallow water.  

浅海随机相位起伏声场中速度估计的互谱分析方法

浅海条件下,目标运动速度是基于波导不变量声源被动定位的关键因素,利用浅海波导环境下的声场简正波理论,研究了浅海随机相位起伏的波束域声场互相关信号的特点,并通过声速剖面的二阶统计量对随机相位扰动进行了有效的补偿,提出利用波束域声场互相关信号进行谱分析的速度估计方法,仿真实验表明了该方法的有效性。利用2013年7月海试实验数据,该方法准确的估计出了目标的速度,并与GPS实测速度对比,速度估计的相对误差在10%以内。  

温跃层及其变化对被动声纳检测概率的影响

根据被动声纳工作原理,构建被动声纳探测水下目标物概率数学模型。利用声学调查实测数据,综合考虑传播损失、环境噪声、和水文环境分布及季节变化,研究温跃层垂直分布及季节变化对声纳检测概率的影响。结果表明:温跃层对被动声纳影响巨大,逆温跃层环境中,声纳检测概率从海表向下逐渐减小;正温跃层对声纳总的影响与逆温跃层相反,在正温跃层上界,检测概率从表层向下先减小后增大;逆温跃层对被动声纳检测概率的影响随目标物与声纳距离的增大而增大,正温跃层影响相反。  

一种基于多普勒频移的被动合成孔径声纳探测方法*

由于自主小平台声纳孔径有限,对声纳探测的分辨率的提高有所限制。小平台的机动可以有效的与声纳探测方法相结合来提高声纳探测性能。针对这一特点,提出一种基于多普勒频移技术的被动合成孔径声纳探测方法。该方法根据自主小平台的机动所引起声纳的接收信号多普勒频移的变化,进行目标的频率与方位联合估计。本文将自主小平台的机动引入到波束形成技术当中形成一种新的被动合成孔径技术。数值仿真表明,该方法可以有效的进行目标方位估计,并且获得较高的方位分辨率,改善了自主小平台的探测性能。  

基于线性预测倒谱的被动声纳目标特征提取技术

从声纳员的角度出发，被动声纳目标可以被看作为一个发声体，利用线性预测倒谱从声纳目标噪声中分离出目标作为发声体的冲激响应在倒谱域中的表示，提取一组识别特征，设计神经网络分类器，对三类目标进行分类。实测数据验证了基于线性预测倒谱的被动声纳目标特征提取方法是可行的。  

峰值能量检测及其在被动声纳显示中的应用

本文介绍子带峰值能量检测方法及其在被动声纳显示和检测中的应用[2-4]，同时提出了波束域宽带峰值能量检测算法。新的波束域算法是在已有波束形成的基础上进行处理，不需对原系统进行较大的修改。通过波束域宽带峰值能量检测处理，可以改善声纳显示效果，更加清晰地显示目标方位。相对于高分辨率波束形成算法，两种峰值能量检测算法的运算量都比较低，具有一定的工程应用前景。通过计算机仿真和实测数据处理，验证了所述两种峰值能量算法在提高显示清晰度，减小测向模糊度方面的优点。  

自适应线谱干扰抵消器的性能及其非维纳滤波现象

自适应滤波器的性能通常采用维纳滤波器理论来分析，本文指出自适应线谱干扰抵消器不符合经典解的现象。在对权系数的动态分析中，揭示了非维纳滤波效应产生的机理。