水聲主動匹配場定位研究.pdf

1、匹配場處理技術(shù)是近年來在水聲領(lǐng)域國內(nèi)外十分關(guān)注的一種水聲信號處理技術(shù)，是聲場建模理論與陣列信號處理技術(shù)相結(jié)合的新的研究領(lǐng)域。匹配場處理主要包括三個方面的內(nèi)容：匹配場參數(shù)反演、匹配場聲源定位、匹配場噪聲抑制。匹配場聲源定位就是在已知聲場模型和接收水聽器信號的基礎(chǔ)上，反演聲源位置的一種技術(shù)。由于該技術(shù)充分利用了水聲信道的實(shí)際物理和聲學(xué)特性，相比傳統(tǒng)的基于平面波理論的定位方法，它的適用范圍更廣，定位精度更高。
　　 目前的匹配場定位研

2、究主要集中在被動定位上。隨著潛艇降噪技術(shù)的提高，被動檢測愈發(fā)困難，為了探測水下安靜目標(biāo)，主動聲納重新受到重視。由于海洋環(huán)境是十分復(fù)雜的，而常規(guī)的主動聲納沒有考慮海洋環(huán)境的影響，其定位性能很難滿足要求。本文在全面系統(tǒng)地研究了匹配場定位理論和方法的各個環(huán)節(jié)的基礎(chǔ)上，針對主動聲納信號特點(diǎn)，提出了一種主動匹配場定位方案。
　　 本文的創(chuàng)新之處在于：
　　 1.將常規(guī)的被動匹配場被動定位方法成功的應(yīng)用到主動聲納中來。提出了主動匹配

3、場定位方案。利用本方案進(jìn)行主動定位，可以有效的消除由海洋環(huán)境引起的定位偏差，提高主動定位的定位效果。
　　 2.對現(xiàn)有的聲場模型作了改進(jìn)并計(jì)算出主動拷貝場。聲場建模是水聲匹配場定位的基礎(chǔ)，本文介紹了聲場建模的理論基礎(chǔ)和幾種重要的聲場模型，并重點(diǎn)研究了簡正波模型的理論和數(shù)值方法。KRANKEN聲場計(jì)算程序是基于簡正波模型的一個聲場計(jì)算程序，作者深入研究了該程序后，根據(jù)主動匹配場聲場計(jì)算的需要對該程序作了修改，并用于求解主動聲場，通

4、過數(shù)值仿真驗(yàn)證了計(jì)算結(jié)果的正確性。
　　 3.根據(jù)主動聲納信號特點(diǎn)設(shè)計(jì)了主動匹配處理器。匹配場處理器是匹配場聲源定位的另一個重要環(huán)節(jié)。本文重點(diǎn)介紹了線性匹配場處理器和自適應(yīng)匹配場處理器，并在理論上分析了它們的性能。針對主動聲納的信號特點(diǎn)，本文對寬帶匹配場處理器作了深入研究，并成功地將寬帶匹配場處理器應(yīng)用到主動匹配場定位上來。通過計(jì)算機(jī)模擬海洋環(huán)境，利用改進(jìn)后的簡正波模型計(jì)算程序計(jì)算出主動拷貝場，利用寬帶匹配場處理器將拷貝場與模擬