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基于水下潜浮平台的被动探测技术研究

王宪淼  
【摘要】:水下潜浮平台是一种可长期潜浮海底、无人控制、自主工作的水下武器平台,可以对周围海域进行实时监测并可做到目标打击,是一种顺应战场无人化发展的水下装备。本论文的研究主要围绕水下潜浮平台的声学预警检测和目标初步探测需求,研究预警检测算法,并对通过低功耗警戒检测阈值的信号进行进一步的确认以及目标特征、目标深度-距离等要素的提取,从而为后续进一步复杂精细化识别提供前级的信号处理。首先,针对水下潜浮平台要长期潜浮且无能源补给这一情况,认为水下潜浮平台需要采用预警-确认的检测机制实现功耗的节省。结合目标辐射噪声的特点对多种检测算法进行了分析与仿真对比,并分析了其在水下预警检测系统中的适用性,此外还针对目标辐射噪声含有低频线谱成分这一特点,仿真分析了自适应线谱增强器对各种检测算法的增益,并将线谱检测作为目标确认的方法。其次,在确认检测到目标后,需要对目标进行初步的特征提取,本文先对DEMON谱分析这一经典的目标分析方法进行了介绍与仿真分析;MFCC是语音识别中经常用到的一种参数,理论上,人对语音的识别与声呐兵对舰船辐射噪声的识别机理是相同的,基于此,本文对MFCC进行了介绍,并将其应用到水下目标的特征提取中。最后,在提取目标特征后,需要获得目标的深度-距离要素,才可以进行更加精细化的识别与定位。水下潜浮平台体积小,不能搭载大尺度阵列,需结合环境信息进行测距。本文研究了一种基于信道多途结构的可以用于单水听器的测距方法,即被动时间反转镜测距,并将其扩展到双元阵,仿真结果表明被动时间反转镜测距方法有着较好的测距精度。


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