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《哈尔滨工程大学》 2004年
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数字式噪声目标被动测距声纳研究

宋新见  
【摘要】:主动声纳在测距的时候要发射信号,这就给对方的声纳提供了信号,这一点对潜艇是很不利的。因此,被动声纳就成为了潜艇的主战声纳,针对更具普遍意义的噪声目标,噪声目标测距技术是其中的重要研究课题。本文的目的在于研究并设计数字式噪声目标被动测距系统,解决传统声纳中存在的一些弊端,实现对噪声目标的全程测距,对快速运动目标的跟踪测距,使系统不受安装场合的限制,适用于不同的舷侧三元子阵。 噪声目标被动测距声纳一般是通过估计目标辐射噪声到达3个阵元的时间差来测定目标距离的。本文推导了任意直线阵型的三元子阵被动测距、测向公式,分析了时延估计的一般特性。为了实现目标的全程测距,首先要求接收阵的孔径应较大,以实现对远程目标距离的有效估计。此外,在信号处理方面也需要采取一定的技术手段:区分中远程和近程两种目标状态,采用不同的时延估计方法。对于中远程目标,信噪比较低,相关峰不明显,根据跟踪系统提供的方位字,利用“K系数分配法”进行时延估计;对于近程目标采用“K系数分配法”会产生测距模糊问题,但近程信噪比较高,相关峰明显,可以较准确地找到峰值的位置,利用“直接测量法”进行时延估计。通过这两种方法的交互应用成功地解决了对目标的全程测距问题。 从理论上说,被动测距模型比较简单,但实际情况却复杂得多,主要是测距所需的时延估计精度是微秒量级的,而水声信道的传播时延起伏在某些情况下有可能在同一量级甚至更大,所以进行被动测距时还需要配合一系列信号处理技术和实时修正技术。本文对噪声被动测距系统的一般性设计原理进行了讨论,包括预处理机、波束形成器、广义互相关器、测距时延估计器和后置滤波器等处理过程。所采用的广义相关时延估计器加自适应噪声抵消器的估计结构较其它估计结构有一定的优势,尤其是在目标运动轨迹复杂、方位变化率快的情况下,具有很强的跟踪能力。 系统采用了数字化的实现方式。该系统是一个实时信号处理系统,设计
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:U666.7

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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2 姜可宇;姚直象;尹敬湘;;一种基于三元阵的水下目标被动定位方法[J];兵工学报;2012年09期
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4 彭阐;姜可宇;;三元相关被动测距方法探讨[J];声学技术;2012年04期
5 周伟;惠俊英;梅继丹;门丽杰;赵安邦;;三元阵被动测距浅海试验及后置处理[J];声学学报(中文版);2009年03期
6 马社祥;赵朝霞;;空间交叉阵被动声定位算法及其性能分析[J];系统工程与电子技术;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 姜可宇;丁云高;;一种提高三元阵时延估计精度的新方法[A];泛在信息社会中的声学——中国声学学会2010年全国会员代表大会暨学术会议论文集[C];2010年
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 梅继丹;水声声图测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 余赟;浅海低频声场干涉结构及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 徐复;多途信道中被动定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 尚启春;浅海波导中宽带声源被动测距研究[D];中国海洋大学;2011年
2 庄玮;多平台定位系统的数据融合技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 张建伟;被动声纳测距的改进研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
4 徐建清;声纳脉冲侦察与被动测距研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
5 吕曜辉;互谱法被动测距的研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
6 罗丹;噪声目标广义互相关被动测距研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
7 梅继丹;噪声目标被动测向问题研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
8 廖风云;潜艇辐射噪声测量及被动测距研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
9 周伟;三元阵浅海近程被动定位研究与分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 杨蕾;被动型声纳浮标定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 张光普;梁国龙;王燕;付进;;分布式水下导航、定位、通信一体化系统设计[J];兵工学报;2007年12期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王莉;沈捷;;基于减法聚类的模糊神经网络在水处理过程建模中的应用[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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3 王辉辉;张群飞;;光纤水听器阵列超增益波束形成研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
4 李凡;郭圣明;郭新毅;陈耀明;;环境不确定条件下的声纳性能预报[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
5 李军;蔡润泽;吴越;;基于复倒谱的水声信道均衡[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
6 潘谢帆;刘本奇;杜选民;王广恩;;水下目标的聚焦定位技术研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
7 李海涛;王易川;李晖;;某圆柱阵声纳接收信号低频线谱实验分析[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
8 安良;张学峰;陈励军;张俊;方世良;;柔性阵被动定位系统中的阵形测量与互相关峰跟踪算法研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
9 王旭辉;;基于OFDM技术的水声通信系统研究及软件实现[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
10 刘建新;韩宇;向敬成;;距离扩展目标的二进制积累检测[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 陈阳;水声阵列信号处理理论及实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 刘友永;水声差分跳频通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 梅继丹;水声声图测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 雷亚辉;水下目标的时间反转法声探测技术应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 杨瑞明;基于压缩采样的比幅测向方法研究[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何文翔;矢量传感器多普勒定位研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 陈乃锋;MFSK水声通信信号处理子系统的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 范波;多途信道下的水下目标模拟器显控软件设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 汤继伟;超短基线定位系统数字信号处理硬件和软件的实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李旭;矢量浮标定位系统目标模拟器设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 刘欣;高频声纳接收信号仿真预报[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 董继刚;水声通信网仿真与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 解恺;基于多载波直扩码分多址的水声通信技术研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 夏冬;声学释放器数字电路设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 郭永强;基于ARM&Linux的单节点声学无线传感平台研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄绣坤;;高阶谱估计技术概述[J];北方交通大学学报;1991年02期
2 秦志强;数据融合技术及其应用[J];兵工自动化;2003年05期
3 王昭,相明,李宏,赵俊渭;一种基于瞬时频率估计的被动声学测距方法[J];兵工学报;2000年02期
4 贾云得,冷树林,刘万春,裴洪安;四元被动声敏感阵列定位模型分析和仿真[J];兵工学报;2001年02期
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10 赵辉;王昌明;焦君圣;何云峰;;基于舷侧阵的MVDR波束形成算法研究[J];船舶工程;2006年06期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 杨德森;陈欢;时胜国;姜智超;;基于MVDR算法的声矢量阵噪声源近场定位方法研究[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
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4 邓可教;储昭坦;吕伟国;;有限焦距波束形成在汽车噪声源识别中的应用[A];中国声学学会2006年全国声学学术会议论文集[C];2006年
5 周伟;刘忠;;远程目标深海被动声测距技术研究[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
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9 程广福;夏春艳;刘文帅;蒋行海;刘雨东;;潜艇噪声源识别和分离方法研究综述[A];第十届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 梅继丹;水声声图测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨坤德;水声信号的匹配场处理技术研究[D];西北工业大学;2003年
3 陈新华;矢量阵信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
4 徐海东;基于声矢量阵的高分辨方位估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
5 王德俊;矢量声场与矢量信号处理理论研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
6 王新勇;互谱法被动测距改进研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
7 生雪莉;矢量反转镜时空滤波技术及其在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2005年
8 黄益旺;浅海远距离匹配场声源定位研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
9 杨春;基于鱼雷报警声纳的目标识别技术基础研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
10 陈华伟;低空目标声测无源定向理论与算法研究[D];西北工业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 崔思明;矢量浮标阵定位系统综合显控平台设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 赵振东;浅海声场干涉结构与宽带声源测距研究[D];中国海洋大学;2010年
3 王逸林;水下目标跟踪系统声学信号处理[D];哈尔滨工程大学;2002年
4 叶松;G.729语音编码标准若干问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
5 黄益旺;基于射线理论的匹配场声源定位研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
6 许占伟;基于DSP的被动声定位技术研究[D];南京理工大学;2003年
7 李艳梅;声呐脉冲侦察与被动测距研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
8 苏凤武;自适应信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2003年
9 赵安邦;声呐脉冲侦察及硬件系统实现研究[D];哈尔滨工程大学;2003年
10 许俊峰;空气中被动声目标检测及降噪算法研究[D];西北工业大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王宏凯;房立清;熊超;;立体五元十字阵定位算法与精度分析[J];兵工自动化;2011年08期
2 安良;陈励军;方世良;;水声被动定位中的互相关峰模糊现象及解模糊算法研究[J];电子与信息学报;2013年12期
3 杨勇;;无人机对移动目标实时动态定位研究与实现[J];四川兵工学报;2014年03期
4 郑恩明;宋佳;陈新华;孙长瑜;余华兵;;基于时延差方差加权的时延差估计方法[J];电子与信息学报;2014年06期
5 张建利;郭卫星;;三传感器约束多尺度相关管道漏点定位方法[J];哈尔滨工业大学学报;2012年06期
6 王晓瑶;张国军;关凌纲;王盼盼;张文栋;;水下爆炸信号的定位研究[J];海洋技术;2011年03期
7 申志伟;李志华;白正勤;;基于声基阵的目标被动探测建模与仿真[J];舰船电子工程;2011年08期
8 李宏伟;尚超;岳剑平;;分布式互相关被动定位模型与实验[J];舰船科学技术;2012年04期
9 邵军;翟春平;于沨;杨国义;;一种合作目标轨迹的处理方法[J];舰船科学技术;2012年08期
10 龚京风;张文平;明平剑;宣领宽;;螺旋桨低频流噪声模拟方法研究[J];中国舰船研究;2012年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陈晓昭;陈建峰;王绪虎;张群飞;;矢量水听器工程局限性剖析[A];中国造船工程学会电子技术学术委员会——2012年水下复杂战场环境目标识别与对抗及仿真技术学术交流论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 梅继丹;水声声图测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 汤春瑞;水下目标声图像多分辨率分析及识别研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 姚金杰;基于地面基站的目标定位技术研究[D];中北大学;2011年
4 吴艳群;拖线阵用光纤矢量水听器关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 陈欢;直线阵潜艇噪声源高分辨定位识别方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 徐复;多途信道中被动定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 郑翠娥;超短基线定位技术在水下潜器对接中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
8 郭小霞;水下结构辐射噪声源快速诊断识别研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
9 刘凯;声呐波束形成鲁棒性及算法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
10 李壮;短基线定位关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何文翔;矢量传感器多普勒定位研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王自娟;水声对抗若干关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张志勇;基于嵌入式Linux的分布式声音定位系统的研究[D];北京邮电大学;2011年
4 任玉伟;基于自同步的时差测量系统设计[D];中北大学;2011年
5 尚启春;浅海波导中宽带声源被动测距研究[D];中国海洋大学;2011年
6 郭卫星;三传感器约束多尺度相关管道漏点定位研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 刘彦琼;基于阵聚焦的水下运动目标通过特性研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
8 张建伟;被动声纳测距的改进研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
9 李文;基于DSP的超声波流量计的设计[D];山东科技大学;2011年
10 王大宇;近程非合作运动目标轨迹测量[D];哈尔滨工程大学;2007年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 姚蓝,樊羚珂;被动测距声呐中信号模糊对时延估计的影响[J];哈尔滨船舶工程学院学报;1987年03期
【相似文献】
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1 李爱玲,闫夷升;声纳技术及其在军事上的应用[J];现代物理知识;2003年03期
2 李启虎;;第一讲 进入21世纪的声纳技术[J];物理;2006年05期
3 孔大伟;吕杨;刘棱;;声纳技术在反水雷中的应用[J];舰船电子工程;2009年02期
4 戴亮;;声纳技术的现状与发展[J];科技经济市场;2007年07期
5 王炳和,李宏昌;声纳技术的应用及其最新进展[J];物理;2001年08期
6 褚德欣;;抛投体水下定位技术研究[J];科技情报开发与经济;2006年07期
7 尚建华;贺岩;陈卫标;;激光声纳探测技术[J];激光与光电子学进展;2008年02期
8 刘智深;田鸿业;;侧视声纳全息接收[J];海洋通报;1979年03期
9 曹国庆;;蝗虫帮助汽车智能防撞[J];科学与文化;2009年07期
10 ;“水声技术学术讲座”在西安举行[J];声学技术;2008年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张春华;刘纪元;;合成孔径声纳技术的研究进展及未来[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
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3 李启虎;;海洋开发和声纳技术[A];全国第一届信号处理学术会议暨中国高科技产业化研究会信号处理分会筹备工作委员会第三次工作会议专刊[C];2007年
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5 赵宝庆;车永刚;;双/多基地声纳技术发展综述[A];2009年全国水声学学术交流暨水声学分会换届改选会议论文集[C];2009年
6 刘维;叶青华;黄海宁;张春华;;海豚声纳成像模型研究[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(下)[C];2007年
7 张立强;谢皓;陆红茂;;声纳数据传输与记录技术[A];2007年全国水声学学术会议论文集[C];2007年
8 刘远;张代吉;王康康;陈志康;张辉;;应对恐怖分子攻击港口船舶和设施的侦察技术[A];2009年度救捞论文集[C];2009年
9 武凤德;翁炬;;21世纪潜艇导航技术[A];中国惯性技术学会第五届学术年会论文集[C];2003年
10 李宇;王彪;黄海宁;李淑秋;张春华;;MIMO探测声纳研究[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(下)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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10 贺西丽;压缩感知在声纳成像中的应用研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
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