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超音速弹头声波的识别研究

姜小祥  
【摘要】: 现代战争中,狙击手能够给军队造成巨大人员伤亡和心理恐慌,其威胁日益增加。为了缓解狙击手带来的威胁,有必要研究高效的反狙击探测系统,其中声学探测技术因具有全天候、低成本、抗干扰强等优点得到广泛的应用。 狙击步枪在击发时,枪膛内推动弹丸的火药爆炸会产生膛口激波,弹丸出膛后做超音速飞行会产生弹头冲击波。反狙击声学探测系统是通过对膛口激波信号和弹丸冲击波信号的检测和识别来对狙击手进行定位。正是在这一应用背景下,本文对膛口激波信号和弹丸冲击波信号的检测和识别技术进行了研究。 文中通过对一组在不同环境下录制的7.62毫米突击步枪击发时的枪声信号,详细讨论了建筑、地形、声传感器采集位置等因素对枪声信号的影响。然后,设计了一种在噪声环境中弹头冲击声波信号检测方法,给出了噪声功率估计、检测门限设定等实现方案。由于检测虚警概率较高,故在检测后还需对疑似枪击声波信号进行识别,大幅降低虚警概率。文中提出了一种基于奇异值分解的弹头冲击波和膛口激波的识别方法。识别过程中,首先对从训练数据中提取的弹丸冲击波信号和膛口激波信号的特征参数矩阵进行标准化处理,通过奇异值分解的方法分别获得两种信号的特征空间和识别门限,然后对通过检测门限的疑似枪击声波信号进行识别。针对实测信号的仿真结果表明,该算法可以获得较好的枪击声波信号识别结果。


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