1994年水下防务技术会议介绍

每年6—7月，北大西洋公约组织水下防务专家都要云集西欧，参加一年一度的水下防务技术会议和展览会，今年开会的地点是英国伦敦，从7月5日到7日举行了学术报告会和展览会，7月8日又举行了一天非公开的学术报告会．参加会议的不仅限于北大西洋公约组织的16国，还有日本，新加坡，马来西亚等国的代表．俄罗斯新近成立的武器装备进出口委员会也在展览大厅中设立了一个摊位．我作为会议参加者之一，参加了多种学术活动并观看了展览会，现就本次会议的主要情况作一介绍．水下防务技术③naerwateroefenseTee5nohyy，简称UDT）会议和展览会是北…     

近水面三维物体水动力导数的数值模拟

本文用压力波方法求解了近水面三维物体作操纵运动的水动力导数,运动可以是大幅度的,但自山面条件是线性的。整个问题由自由面上分布偶极子和物面上布置源汇来模拟以后,就可以分解为自由面上布有压力的压力波解和无限流场的绕     

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。     

基于双天线的高精度GPS定位测向系统及其在无人水面艇上的应用

介绍了一种基于双天线的高精度GPS定位测向系统,该系统可以实现精确定位、测向。分别从硬件和软件两个方面详细介绍了双天线GPS定位测向系统,双天线GPS系统的硬件部分主要由GPS接收机、主天线和从天线组成,GPS接收机内置OEM板和底层通信板,软件部分主要解析GPS数据处理模块的软件工作流程。通过静态实验和动态实验分析系统定位、测向的精度,实验数据表明静态实验的经度的标准偏差为0.3155米,纬度的标准偏差为0.1962米,第一次静态实验的测向标准偏差为0.0981°,第二次静态实验的测向标准偏差为0.0926°。最后,将此系统应用到无人水面艇,进行直线路径跟踪水上试验。     

气流对水面的冲击效果

通过实验研究了在气流冲击下水面的凹陷情况,并通过理论计算予以解释.结果表明凹陷的体积和深度主要与气流速度、玻璃管内径和玻璃管底部到水面上的距离有关的结论.     

A method to quantitatively estimate rainfall rate above water surface based on different spectra shapes generated by rainfall

A method combined with the nonlinear least-square regression to quantitatively estimate rainfall rate over water surface from the different spectrum shapes generated by rainfall in some frequency bands was presented.About 2000 min spectrum data generated by rainfall have been collected in an open-lake in Xiamen city.As a result,the spectrum shape in 15-30 kHz is fitted to log-linear law which allows classification of rain into three categories from the spectrum slope:no rain,drizzle(rainfall rate>10 mm/h)and heavy rain(rainfall rate>10 mm/h).Then,rainfall detection is made and rainfall rate is quantified in drizzle time with Logistic model in the frequency bands of 2-15 kHz,and the rainfall rate in heavy rainfall also quantified with log-linear regression.Finally,all measured spectrum data are used to calculate rainfall rate with the algorithm.The results show that the estimated rainfall rates are comparably coincident with the synchronously measured ones.The average error of accumulative rainfall per min is only l%-4%.     

避暑山庄与物理学

 承德避暑山庄是我国现存最大的皇帝园林.它博采众家之长,集南秀北雄于一园。是我国园林艺术中的一颗明珠.不仅如此,山庄内的一些风景点中还包含着不少物理学知识,更是使人赞叹不已.     

基于超短基线水声定位的USV/UUV协同导航方法

针对无人水下航行器(UUV)与无人水面艇(USV)协同作业时水下导航性能受惯导设备(INS)影响较大的问题,提出了一种基于超短基线水声定位(USBL)的USV/UUV协同导航方法。首先,以USV上的高精度INS和GNSS组合后的导航结果作为基准,利用USBL测量得到的USV和UUV相对位置和姿态,再结合UUV的INS误差方程,建立了INS/GNSS/USBL/INS滤波的状态方程和观测方程,实现了多源导航信息的融合,有效提升了UUV水下导航精度。其次,针对USV和UUV航行过程中USBL因存在信号盲区带来的两者无法通信、定位导致协同导航不稳定的问题,采用基于视线法的PID控制方法实时改变USV的航向和航速,保证了USV、UUV航行过程中两者始终处于水声信号有效的通信、定位距离和角度范围内。仿真和海上实验结果表明,UUV在与USV协同导航后的位置误差小于10 m;USV和UUV航行过程中,相对距离和角度保持在设定的USBL有效通信定位距离和角度范围内,距离误差小于15 m,角度变化小于1°,提出的方法可以使USV和UUV协同导航更稳定、连续。     

水下声音可冲出表面

简单的声波理论曾预言，任何在水下产生的声音都会在水-气交界面处发生反射，而不会发射到空气中去．因此长期以来科学家们相信在海下产生的声音是不可能被水面上探测到的．但最近美国Colorado环境科学联合研究所（Cooperative Institute for Research in Environmental Science，简称CIRES）的0．Godin博士发现简单的声波理论不能描述在水面附近产生的低频噪声波的行为，他利用最新的声波理论计算得出，当声波波长可与声源与水面的距离相比凝或更长时。声源发出的声波可全部发射到空气中．     

荧光激光雷达技术探测水面油污染系统仿真研究

为实现对水面油污染的探测, 根据荧光激光雷达系统的发展趋势, 采用激光诱导荧光技术, 建立了适用于水面油污染探测荧光激光雷达的系统模型. 提出采用单激光器结合增强电荷耦合器件的小型荧光激光雷达探测系统, 通过分析激光器单脉冲能量与探测浓度之间的关系, 结合荧光激光雷达系统参数, 对系统模型的探测能力与信噪比等进行了数值仿真. 结果表明, 系统选用单脉冲能量50 μJ的355 nm Nd:YAG激光器作为激发光源, 白天在7 m的距离处探测信噪比可以达到10, 满足实验室搭建模拟系统的要求. 针对实际探测水面油污染, 提出采用增大激光器功率的方法, 并通过模拟计算验证了采用50 mJ的单脉冲能量激光器在230 m的探测距离处可得到与实验室相同的结果, 对实际系统的搭建具有指导意义.