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水下目标可视化仿真技术研究

胡涛  
【摘要】: 本文的内容主要是关于水下目标可视化仿真系统的技术研究,此系统为后续的水下目标的识别提供可靠的数据来源。常见的水下军事目标有水雷、鱼雷和潜艇等,本文主要对这几种典型的水下目标进行分析。 由于水下环境的特殊性,声波是水下进行远程信息传播最有效的载体,因此目标的回声特性是进行可视化仿真的重要依据。本文基于水声学原理,根据目标在远场和近场的声散射特性的不同,采用不同的方法对目标的回声特性进行仿真。 在远场条件下,利用亮点模型理论,结合“稳相法积分”,计算出水雷、鱼雷和潜艇的亮点参数,对它们的回波波形进行模拟,以提供一种从时域波形上进行水下目标识别的数据源。 在近场条件下,运用修正的物理声学法近似求解水下目标的散射声场,采用面向对象的程序设计方法,在Visual C++平台下,具体实现了针对881A型的单波束声呐成像仿真和针对SeaBat8125型的多波束声呐成像仿真,并能对产生的图像进行加噪和保存。 为了满足水下目标识别的多种数据需求,本文利用三维图形建模软件对水雷、鱼雷和潜艇进行精确建模,在OpenGL绘图环境下模拟水下摄像机的功能,实现了近距离的理想条件下的光学成像仿真。 本文的仿真结果为水下目标的探测和识别系统作了有益的工作,并有助于水下目标识别新方法的研究。


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