水中近场目标位置确定方法仿真研究

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水下动目标被动跟踪研究

水下动目标被动跟踪研究一、本文概述随着海洋资源的日益开发和利用，水下动目标被动跟踪技术已成为水下探测和海洋工程领域的重要研究方向。

该技术通过接收和分析水下动目标自身发出的声波、电磁波等信号，实现对目标的被动跟踪和识别，具有隐蔽性好、抗干扰能力强等优势。

本文旨在深入探讨水下动目标被动跟踪技术的研究现状、基本原理、关键技术及其发展趋势，以期为相关领域的理论研究和实际应用提供有益参考。

文章首先将对水下动目标被动跟踪技术的研究背景和意义进行阐述，明确研究的重要性和紧迫性。

接着，介绍被动跟踪的基本原理和关键技术，包括信号处理、目标特征提取、跟踪算法等，并分析各种技术的优缺点及适用范围。

在此基础上，文章将重点分析当前水下动目标被动跟踪技术面临的挑战和难题，如水下环境的复杂性、信号的衰减与干扰、多目标跟踪等问题，并提出相应的解决策略和方法。

文章将展望水下动目标被动跟踪技术的发展趋势和前景，探讨新技术、新材料和新方法在水下动目标被动跟踪领域的应用前景，以及未来研究方向和挑战。

通过本文的综述和分析，希望能够为相关领域的研究人员和技术人员提供有益的启示和参考，推动水下动目标被动跟踪技术的不断创新和发展。

二、水下动目标被动跟踪理论基础水下动目标的被动跟踪是一项复杂而关键的技术，其理论基础涉及声学、信号处理、估计理论等多个领域。

被动跟踪主要是通过接收和分析目标发出的声信号或者其它形式的辐射信号，来估计和预测目标的位置、速度和运动轨迹。

声波传播理论：水下环境的声学特性对被动跟踪具有重要影响。

声波在水中的传播受到水温、盐度、压力等多种因素的影响，这些因素会导致声波速度的变化和信号的衰减。

因此，对声波传播特性的准确理解是实现水下被动跟踪的基础。

信号处理技术：水下被动跟踪需要对接收到的微弱信号进行有效的处理，以提取出有用的信息。

这包括信号的预处理、特征提取、目标识别等步骤。

通过信号处理技术，可以将目标信号与背景噪声区分开来，提高跟踪的准确性和鲁棒性。

基于亮区-亮点模型的水下近场目标回波建模方法

基于亮区-亮点模型的水下近场目标回波建模方法关震宇;李杰;牛三库【摘要】考虑工作在近场区的水中兵器声探测系统目标特性建模的需求，提出了一种基于亮区-亮点模型的水下近场目标回波建模方法。

本方法首先对目标物进行面元划分，使得每一个面元相对于换能器均工作在远场区，之后通过换能器的指向性确定目标物属于亮区的面元，最后应用亮点法对于每个面元的回波进行预测并叠加，最终获得水下近场目标物的回波信息。

本文通过对椭球目标物进行建模，且模拟了其在侧弦90°入射和侧弦30°入射2种情况的回波，并与真实情况下回波信号进行对比，结果显示，采用该方法所建的模型在近场情况下可有效模拟回波的幅值、时延和脉宽等信息，并对于回波波形具有一定的模拟精度。

%To meet the demand for target characteristics modeling of acoustic detection systemfor underwater weapon in near field, we propose a modeling method of target echo in underwater near field based on the highlight zones-highlights model. Firstly, the target is divided into a series of surface elements in order to ensure each element is located in the far field regionof a transducer. Then, the directivity function of the transducer is used to determine the surface elements which are located in the highlight zones of target. Finally, a highlights model is established to achieve the information of target echo by predicting and accumulating the echo of each surface element in highlight zones. A tank experiment is carried out to analog the ec hoes of an ellipsoidal target in 90°and 30°incidences at side board, and a group of real echoes is achieved. In addition, a simulation is also carriedout to compare the results with the experimental ones. It is concluded thatthe proposed model can simulate the amplitude, time delay and pulse width of the echo effectively, and it can simulate the echo waveform with certain accuracy.【期刊名称】《鱼雷技术》【年(卷),期】2013(000)006【总页数】6页(P454-459)【关键词】声探测;亮区-亮点模型;近场目标;回波预测【作者】关震宇;李杰;牛三库【作者单位】北京理工大学机电学院，北京，100081;北京理工大学机电学院，北京，100081;北京理工大学机电学院，北京，100081【正文语种】中文【中图分类】TJ630.34水中兵器诸如主动声近炸引信等系统工作在近场区, 其基本工作原理是, 声引信通过换能器向海水介质发射声波脉冲, 经过海水传播, 由接收换能器接收目标返回的回波信号, 通过对回波信号的处理, 判断是否为真实目标。

水下跟踪常用方法

水下跟踪常用方法
水下跟踪是指对海洋中的船舶、潜水器等目标进行定位、追踪等作业。

而对于水下跟踪来说，其常用的追踪方法有很多。

下面将分步骤阐述水下跟踪常用方法：
一、声纳探测：声纳探测是目前水下跟踪的主要方法之一，它利用声波在水中的传播特性，通过接收回波信号来确定目标位置。

常用的声纳探测设备有单音束、多音束和侧扫声呐等。

单音束声呐的探测范围较小，但精度较高，多音束声呐的探测范围大，但精度不如单音束声呐，而侧扫声呐则能够探测到更广范围内的目标。

二、卫星定位：卫星定位是一种基于卫星系统的追踪方法，如GPS定位系统就是其中一种。

通过接收来自卫星的信号，可以确定目标所处的位置。

卫星定位适用于水面船舶和潜艇等水下目标。

但需要注意的是，卫星定位的精度受很多因素影响，如天气、地形等。

三、光学探测：光学探测是利用光的传播特性，通过接收目标反射光线的方式来追踪目标。

光学探测分为直接视觉和激光视觉两种方式。

直接视觉适用于近距离追踪目标，而激光视觉则可以在一定距离内准确地定位目标。

四、磁传导探测：磁传导探测是利用水下目标所造成的磁场扰动，通过探测仪器来识别目标。

该方法适用于水下金属目标的追踪。

但需要注意的是，磁传导探测受到海底地质条件的影响很大。

总的来说，水下跟踪的常用方法有很多，每种方法都有自己的特点和适用范围。

我们需要根据实际情况选择合适的跟踪方法来进行作业。

同时，为了提高水下跟踪的精度和效率，还需要不断地进行技术研究和设备优化。

近场爆炸作用下水下目标结构毁伤特性

近场爆炸作用下水下目标结构毁伤特性况贶【摘要】以某水下目标舱段为研究对象,采用数值仿真及理论分析方法对其在水下爆炸作用下的毁伤情况进行研究.对仿真方法的正确性进行验证,结合兵器特征选择合适的工况及测点进行仿真计算,对目标毁伤情况进行理论分析.结果表明:近场水下爆炸作用下2种方法所得毁伤情况比较吻合.【期刊名称】《造船技术》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】6页(P19-23,28)【关键词】爆炸;仿真计算;毁伤;目标【作者】况贶【作者单位】海军驻上海沪东中华造船(集团)有限公司军事代表室,上海200129【正文语种】中文【中图分类】U6740 引言目前，国内学者通常根据所研究问题的特点，对水下爆炸载荷的2个阶段即冲击波和爆炸气泡作用阶段进行了大量研究[1-4]，对相应的毁伤情况也进行了广泛的研究[5-12]。

根据这些研究成果，当水下结构距离爆源较近时，造成船体结构局部破坏的主要载荷为冲击波载荷。

本文主要研究典型水下潜器舱段在鱼雷近场爆炸下对它的局部毁伤效应。

仿真计算所使用的硬件平台为高性能集群系统，最高可对1 000万网格的水下爆炸仿真模型进行仿真计算，其采用的平行计算技术和搭载的128核计算软件能实现对水下爆炸作用机理的更精确模拟以及快速计算。

仿真计算使用ABAQUS软件，其采用的是声固耦合法，此方法采用声学单元模拟流场，载荷包含冲击波和气泡脉动的综合作用，同时还考虑了空化压力的影响。

1 仿真计算过程以曙光5000集群系统为计算平台，以128核并行版ABAQUS大型有限元计算软件为仿真计算手段，以某水下潜器舱段为目标，针对320 kg TNT当量爆破型战斗部的远场冲击威力和近场毁伤能力进行仿真计算。

1.1 仿真方法验证结合某实船爆炸数据，对仿真方法进行验证。

计算工况为1 000 kg TNT，距左舷70 m、水深50 m沉底爆炸，龙骨冲击因子为0.337。

根据当时爆炸时测点的实际情况选取进行比对的测点位置，分别选择3个应变测点和3个加速度测点。

水下多目标定位关键技术研究

水下多目标定位关键技术研究水下多目标定位关键技术研究近年来，随着人类对水下资源的探索和开发的不断深入，水下多目标定位技术的重要性日益突出。

水下多目标定位是指在水下环境中，通过各种手段准确定位并跟踪目标物体的技术。

它在水下资源勘察、海洋科研、水下工程等领域具有广泛的应用前景。

水下多目标定位技术主要面临以下挑战。

首先，水下环境复杂多变，由于水的折射、散射和吸收，导致声波、电磁波和光波在水下传播受到很大的限制和干扰。

其次，水下目标物体通常是移动的，其位置和速度变化较大，对定位系统的实时性和准确性提出了更高的要求。

此外，水下目标物体往往是多个，甚至成群结队的，如何实现对多个目标同时定位也是一项技术难题。

为了解决水下多目标定位的困难，研究者们提出了一系列关键技术。

在声波定位方面，通过发送声波信号并接收回波，利用声波传播的速度和回波的时间差计算目标物体的位置。

此外，还可以利用多个水下声源和接收器构建声波传感器网络，从而实现对多个目标的定位。

在电磁波定位方面，可以利用电磁波在水下传播的特性，采用测向技术来确定目标物体的方位。

考虑到电磁波在水下传播受到限制，使用低频电磁波能够取得更好的效果。

而在光波定位方面，可以利用激光或者红外相机进行目标物体的拍摄和测量，根据图像处理算法计算目标物体的位置。

除了传感器选择和信号处理技术，水下多目标定位还需要考虑定位算法的优化与改进。

常见的定位算法包括Kalman滤波算法、粒子滤波算法、最小二乘估计算法等。

这些算法能够通过对传感器输出数据进行迭代优化，提高定位的准确性和鲁棒性。

而在面对多个目标物体的情况下，需要采用适应性目标跟踪算法，实现对多个目标的同时跟踪和定位。

此外，为了提高水下多目标定位的效果，研究者们还通过多传感器融合和数据关联等方法来改善定位结果。

在多传感器融合中，将多个传感器的输出数据进行融合处理，利用互补的信息来提高定位的准确性和可靠性。

而在数据关联中，通过对来自不同传感器的数据进行匹配和比对，将相同目标物体的数据关联在一起，从而实现对目标物体的准确定位。

水下目标方位估计的克拉美-罗界研究

信号频率、带宽和信噪比等。（２）两者均与信号带宽和谱密度函数构成的一个联合量成反比。（３）近场测距的ＣＲＢ与目标距离的四次方成正比。（４）近场测距的ＣＲＢ与基阵参考点的选择有关，而远场测向的ＣＲＢ则与其无关。（５）
对于均匀直线阵，近场测距ＣＲＢ大致与阵列孔径的五次方成反比，而远场测向ＣＲＢ则大致与阵列孔径的三次方成反比；对于均匀圆周阵，两者均与阵列孔径成反比，且与目标的相对方位无关。Ｍｏｎｔｅ — Ｃａｒｌｏ仿真结果验证了理
论分析和上述结论的正确性。该文ＣＲＢ不仅给出了近场测距和远场测向的最佳估计性能，而且为阵列及信号的设计提供了理论指导，以达到最优的测距和测向效果。关键词：水声信号处理；近场测距；远场测向；窄带信号；宽带信号；克拉美一罗界
中图分类号：ＴＢ５６６ＤＯＩ：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１１４６．２０１１．０１２２４
第３５卷第１期
２０１３年１月
电
子
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息
学
报
Ｖｏ１．３５Ｎｏ．１Ｊａｎ．２０１３
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ＆ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ，￣ｅｑｕｅｎｃｙ，ｂａｎｄｗｉｄｔｈａｎｄＳＮＲｅｔｃ；（２）Ｂｏｔｈｏｆｔｈｅｍａｒｅｉｎｖｅｒｓｅｌｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏａｎｉｔｅｍｗｈｉｃｈｉｓｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｂａｎｄｗｉｄｔｈａｎｄｓｐｅｃｔｒｕｍｄｅｎｓｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎ；（３）ＴｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎＣＲＢｉｓｄｉｒｅｃｔｌｙｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌｔｏｔｈｅｆｏｒｔｈｐｏｗｅｒｏｆｄｉｓｔａｎｃｅ；（４）ＴｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎＣＲＢｉｓｒｅｌａｔｉｖｅｔｏｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｒｅｆｅｒｅｎｃｅｐｏｉｎｔ，ｗｈｉｌｅｔｈｅＤＯＡｅｓｔｉｍａｔｉｏｎＣＲＢｉｓｎｏｔ；（５）ＦｏｒＵｎｉｆｏｒｍＬｉｎｅａｒＡｒｒａｙ（ＵＬＡ），ｔｈｅｄｉｓｔａｎｃｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎＣＲＢｉｓｃｌｏｓｅｔｏｂｅ

舰艇对海上目标纯方位无源定位研究共3篇

舰艇对海上目标纯方位无源定位研究共3篇舰艇对海上目标纯方位无源定位研究1舰艇对海上目标纯方位无源定位研究无源定位是指在不主动发射电磁波的情况下，通过对周围环境内部分信号的接收和处理，对目标位置的一种定位方法。

在舰艇上，对海上目标的纯方位无源定位一直是一个重要的研究领域。

本文将探讨舰艇纯方位无源定位的研究现状、发展趋势以及未来的可能性。

研究现状目前，舰艇的雷达和声呐技术已经相当成熟，可以在一定程度上实现对海上目标的定位。

但是，无论是雷达还是声呐，都需要主动发射电磁波或声波，这种方式容易被敌人或恶劣海况所限制或干扰。

因此，如何研究纯方位无源定位已成为珂朵莉们的研究重点。

针对纯方位无源定位的研究现状，目前有三种方法：一种是对目标辐射信号进行拦截、解调和识别；另一种是利用海浪背景噪声提取目标的相对位移；第三种则是通过探测目标与周围物体的相互作用，获得目标的位置信息。

这三种方法都有着自己的优点和局限性，需要根据不同情况和需要进行选择和组合。

发展趋势未来的纯方位无源定位技术将更多地采用被动探测方法，比如利用各种传感器进行数据采集，结合先进的计算机算法进行分析处理。

其中，声学传感器已成为研究的主要方向之一。

相较于电磁波，水下声波传播距离更远、受海水影响较小，并且在记录水声信息时不会对目标产生干扰。

未来还有可能开发新型材料并结合多种传感器进行建模和数据采集，从而实现精度更高、鲁棒性更强的无源定位。

未来可能性在未来的军校课堂上，海战将成为舰艇有关教学的重点之一。

无源定位技术的发展将让舰艇拥有更强的隐蔽性及防御能力，可望使其在海上作战中获得更大的优势。

此外，在工业领域，无源定位技术也将为庞大的物流系统带来更多优势。

在设备修理、印刷机器、仓库标签和封装装置等方面实现无源定位，为大型物流系统的管理提供更多工具。

总之，无源定位技术的发展必将对海战、工业管理及其他各种领域产生深远影响。

这也将是未来研究的一个受关注的领域，珂朵莉将会持续关注并更新技术研究成果随着科技的不断进步，无源定位技术将逐渐被应用于更多领域，发挥出更大的作用。

基于多波束系统的水下目标近程回波亮点声图像

ＢＵｏｙｎＫａ－ｉｇ，ＦＡＮｕＪｎ
（ｃｏｌｏ Ⅳ ＳｈｏｆＡ诎抛，ＯｃａｎｉｉＥｇｎｅｉｇ，Ｓａｇａ ∞ ｇ砌ｅｎａｄＣｖｌｎｉｅｒｎｈｎｈｉ
Ｕｉｅｓｔｎｖｒｉｙ，Ｓａｈｉ２０３，Ｃｉａ）ｈｎａ０００ｇｈபைடு நூலகம்
维普资讯
第２６卷第４期
２００７年８月
声
学
技术
Ｖｏ．６，Ｎｏ４１２．
ＴｅｈｃｌＡｃｃｎｉａｏｕｓｉｓｔｃ
Ａｕ．２０ｇ，０７
基于多波束系统的水下目标近程回波亮点声图像
近场板块元方法，算得到水下目标的传递函数。再根据多波束系统的理论，立了水下目标回波亮点二维声图像计建
的基本框架，现了水下目标回波亮点二维声图像仿真。后得到了水下目标不同方位角情况下近程二维回波亮点实最
ｂａｙ￣ｍ．Ｔｅｔａｓｕｃｏｆｕｄｒｔｒｔｒｅｓｃｌｌａｅｓｇｔｅｎａ－ｅｄｐａａｌｍｅｔｅｍｓｓｈｒｎ￣ｒｆｎｔｎｏｎｅｗａｅａｇｔｉａｃｌｔｄｕｉｈｅｒｆｌｌｒｅｅｎｉｌｎｉｎ
的进步。
１引言
海洋是人类开展交通运输、军事斗争和获取资源的场所。波被用来在水中进行探测、声定位、别、识

采用矢量阵测量的水中宽带近场声全息技术研究

如果能采用一种更加便捷有效的测量仪器，行水中进声强更详细的测量，可以更好地对声场进行重构就
分析。
ｅＪｅｄｄ－ＯＺ０ｚｍ
这里ｍ为圆周波数，：为轴向波数。
在声源附近取两个柱面ＳＨ（，Ｓ为变换面，Ｈ为全息面）两柱面上的复声压关系为：，
Ｐ（Ｈｍ，Ｈｒ，后）：Ｐ（ｍ，ｋ，ｔｒ）（），Ｊ）ＸＧ（ｒ／ｓ２ｉ｝ｒ
即格林函数Ｇ（：ｒ／为半径为ｒｋ，Ｈｒ）和ｒ的两圆柱
面上声压傅里叶变换的传递函数，中：其
Ｇ（ｒ／ｓｋ，Ｈｒ）：（ｒ）Ｈ（ｒ）ｋｒ／ｋｒｓ（）３
摘要：基于声强测量的宽带声全息技术（ＡＩ是由近场声全息（Ａ）ＢＨＭ）ＮＨ领域脱颖而出的一项技术，它由全息
面上互相垂直的两个切向声强分量计算出全息面上的复声压相位，得到全息面上复声压，再进行ＮＨ处理。针对水中圆Ａ柱体的噪声源识别问题，给出了该方法在柱体中运用的基本原理，利用所编制的程序进行了仿真验证，后，最采用矢量阵进行了水中近场声全息测量实验，验证了该方法的可行性和准确性，实验结果表明柱面内ＢＨＭ技术在水中柱形声源内ＡＩ辐射声场的重建噪声源识别和定位中有着明显的优势。
复合而成，可以同时拾取声场中的声压和振速信息，因此矢量传感器共点、步测量声场的声压标量和质点同振速矢量。同时，果将矢量水听器组成阵列，阵元如在

水下目标识别与跟踪技术研究

水下目标识别与跟踪技术研究随着水下技术的发展，越来越多的水下目标需要被识别和追踪。

水下目标的种类多样，包括船只、鱼类、海洋生物以及海底地形等，这些目标对水下资源的勘测、海洋生态系统研究以及海洋军事等方面具有重要意义。

因此，水下目标识别与跟踪技术的研究和应用也越来越受到关注。

一、水下目标识别技术水下目标识别技术是指利用声、电、光等信号对水下目标进行识别的技术。

其中，声信号是目前最常用的信号。

声信号可以穿透水深，传播距离远，并且对于不同种类的水下目标具有较好的识别能力。

声信号可以通过强制振动声源对水下目标进行探测，也可以通过声呐接收目标反射回来的声波信号进行识别。

在实际应用中，常采用多普勒声呐、侧扫声呐以及多波束声呐等技术实现水下目标识别。

除了声信号，电信号和光信号在水下目标识别中也有一定的应用。

电信号主要利用水下目标的产生的电磁信号进行识别，而光信号则是通过光学系统对目标进行探测，如水下机器人航拍、激光雷达等。

二、水下目标跟踪技术水下目标识别虽然可以对目标进行初步的探测和定位，但当目标在水下运动时，需要采用跟踪技术来对其进行追踪。

水下目标跟踪技术是指通过多传感器数据融合，对水下目标进行精确定位和轨迹跟踪的技术。

在实际应用中，水下目标跟踪采用的技术主要是声纳和磁力计等传感器。

声纳的工作原理是通过接收目标发出的声波反射信号，在计算机中进行数据分析处理，确定目标的位置和速度等信息。

而磁力计则是通过目标是否产生磁场来确定其位置信息。

这些传感器通常安装在水下机器人、无人潜航器和水下探测设备上，通过多传感器数据融合，对目标进行跟踪。

三、水下目标识别与跟踪应用水下目标识别与跟踪技术在海军军事、水下资源调查和海洋生态研究等方面具有重要应用。

在海军军事中，水下目标识别与跟踪技术可以帮助军队对水下舰艇、潜艇进行掌握和防范，提高作战效率和成功率。

在水下资源调查中，水下目标识别与跟踪技术可以帮助寻找和勘察水下石油、天然气和珍稀金属等资源。

一种基于三元阵的水下目标被动定位方法

（）４
时刻两个不相关的随机信号极性相同的概率为
式中：（ｓｎ—ｒ）为第ｉ阵元接收的目标辐射噪声，个
５％，３个不相关的随机信号极性相同的概率只０而有２％，５因此在利用三元相关估计随机噪声中的信
分为互相关法、相位谱法、自适应法和高阶统计量法
等。这些方法都是以两个阵元接收信号的分析和处理为基础来估计时延。在实际的水声环境中，声噪干扰、多途效应和信道起伏等因素都会影响这些方法的时延估计精度。在有限信号分析长度的情况下，随着信噪比的降低，噪声干扰对时延估计精度
号时延时，噪声的影响可以得到更多的抑制。
是ｓｎ的时延信号；（）（）ｎ为第ｉ阵元接收的背个景干扰，假设它们之间相互独立，与信号ｓｎ互且（）
不相关。
本文叙述了三元相关检测和定位原理，从理论
上阐述了三元相关相对二阵元接收信号，元相二
关检验统计量为
ｔ
势，通过仿真检验了三元相关相对二元相关在检并
测性能和时延差估计精度上的这种优势，索了一探
的优势，时延差估计精度有一定提高。关键词：信息处理技术；被动定位；互相关函数；检测性能；时延估计中图分类号：Ｂ６Ｔ５６文献标志码：Ａ文章编号：１０ —０３２１）９１０ —５００１９（０２０ —１７０

水声目标探测与方位角估计方法研究与实现的开题报告

水声目标探测与方位角估计方法研究与实现的开题报告一、研究背景水声目标探测与方位角估计是在水下环境中进行目标探测和方位角估计的关键技术之一。

在海洋调查、海洋资源勘探、水下通信等领域有着广泛的应用。

如何利用水声波对目标进行探测和定位，成为研究的重点之一。

目前，水声信号处理技术的研究主要分为两个方向：一是研究单元水声信号处理技术，如自适应滤波、降噪、分离等；二是研究多元水声信号处理技术，如水下定位、目标识别等。

无论单元信号处理还是多元信号处理，都离不开准确的目标探测和方位角估计。

二、研究内容本研究将研究水声信号在水下目标探测和方位角估计方面的应用。

其中，主要包括以下内容：1.水声信号的探测方法研究：对于复杂水下环境中的目标检测问题，本研究将结合传统方法和现代方法，如小波变换和深度学习，研究出最优的探测算法，并实现对目标的探测。

2.声呐阵列的方位角估计方法研究：本研究将研究声呐阵列在水下目标方位角估计中的应用。

通过研究信号处理算法，在大量实验和仿真中对方位角估计方法进行了验证，并比较不同算法的优缺点和适用范围。

3.算法实现：本研究将使用MATLAB和C++编程实现选定的水声目标探测与方位角估计算法，并针对实验和实际应用中的问题进行修正和优化。

三、研究目标本研究的主要目标是：1.探究水声信号探测方法和方位角估计方法，以解决水声信号处理中的难点和瓶颈问题；2.研究并实现在大量实验和仿真中应用的水声目标探测与方位角估计算法；3.通过实际应用试验，验证该算法的可靠性和实用性，进一步推动水声信号处理技术的发展。

四、研究意义本研究的意义主要有以下几点：1.研究水声目标探测与方位角估计方法，对于加深我们对水声信号的认识和理解具有重要意义。

2.本研究能够提高水下测绘、资源勘探、海洋通信等领域的研究水平。

无论是海上基础的调查、还是海上的海产资源调查，都需要有效的水声探测技术来保证任务的正常完成。

3.本研究的结果将有望推动水声信号处理技术的进一步发展和应用，形成一种新兴技术，为水下探测及其他相关领域提供支持。

水下结构近场声全息数值仿真与试验研究

衰减的倏逝波，这一特点使得ＮＡＨ技术可获得不受波长限制的重建分辨率。论文中对水下结构辐射声场进行数值仿真及试验研究，在获
得声场重构结果的基础上分析测量条件对分析结果的影响，论证声全息技术应用于水下结构辐射噪声测试的可行性及应用场景。关键词声全息技术；近场测量；噪声测试；数值仿真及试验
（２．ＡｐｐｓｏｆｔＴｅｃｈｎｏｌｇｙＣｏ．。Ｉｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８５）
ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｎｅａｒ－ｆｉｅｌｄａｃｏｕｓｔｉｃｈｏｌｏｇｒａｐｈｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｕｓｅｓｎｅａｒｆｉｅｌｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ，ｒｅｃｏｒｄｅｄｅｖａｎｅｓｃｅｎｔｗａｖｅｔｈａｔｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｔｏ
ｔｈｅｓｏｕｒｃｅｓｕｒｆａｃｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙａｎｄｒａｐｉｄｌｙ，ｔｈｉｓｆｅａｔｕｒｅｍａｋｅｓｔｈｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＮＡＨｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＯｆｔｈｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎｌｉｍｉｔ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅａｃｏｕｓｕｎｄｅｒｗａｔｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｈａｓｂｅｅｎｐｕｔｔｅｄｆｏｒｗａｒｄ，Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｏｕｎｄｆｉｅｌｄｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅａｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｈａｓｂｅｅｎｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄ

水面运动目标跟踪与识别技术研究

水面运动目标跟踪与识别技术研究水面运动一直是人们喜爱的运动项目之一，如冲浪、皮划艇、水上滑板等。

在这些水上运动中，人体是最主要的目标，其它如船只、浮标、浮筒等也属于运动场景中的次要目标。

本文将重点探究水面运动中目标跟踪与识别技术的研究现状及未来发展方向。

一、水面运动场景的挑战水面运动场景与陆地不同，在水面上往往存在着波浪、洋流等复杂的背景干扰。

同时，水面运动运动员往往会在水中汇聚、起伏、反射等非规则的水流中运动，这样的场景使得目标跟踪与识别的难度提高。

如果将水面运动的采集场景投影到视频目标跟踪领域，可以发现其中的一些共同点：高速移动物体、旋转运动、尺度变化等视频跟踪中常见的问题，如何克服这些问题，是水面运动目标跟踪与识别技术研究中的关键。

二、水面运动目标跟踪技术研究现状目前的水面运动目标跟踪技术主要集中于目标跟踪算法的研究。

跟踪算法根据运动状态，依次完成目标检测、位置估计、跟踪更新等步骤，最终实现对运动目标的跟踪。

常用的跟踪算法包括卡尔曼滤波、粒子滤波、神经网络等。

卡尔曼滤波是一种经典的线性滤波算法，可以对系统的状态变化进行预测，因此在飞行器、导弹等需要精确跟踪的应用场景被广泛应用。

粒子滤波则可以用来处理一些非线性、非高斯分布的情况，并且可以通过“粒子重采样”的方式较好地维护样本数量和效度，但是粒子滤波的计算量较大。

神经网络则可以从大量数据中学习目标的运动规律和特征，能够应对场景变化较快的情况。

不过模型的训练和计算资源需求颇高，目前还没有普及到水面运动目标跟踪的实际应用中。

三、水面运动目标识别技术研究现状水面运动目标跟踪的最终目标是为运动员提供个体化的训练建议和实时反馈，对于识别运动员的动作和动作姿态具有很高的要求。

近年来，水面运动目标识别也开始受到研究人员的关注，以提升对运动员的识别与分析效果。

目前，具有代表性的水面运动目标识别研究成果主要包括基于传统图像处理方法和深度学习方法两类。

传统图像处理方法主要通过分类、拟合等手段对图像进行重构和识别，其优点是计算量相对小且易于解释。

水中目标被动定位技术综述

第３２卷第７期
２１００年７月源自舰船科学
技
术
Ｖｏ．２，Ｎｏ７１３．
ＳＰＳＥＮＣＥＡＮＤＨＩＣＩＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｊ１，２１ｕ．００
水中目标被动定位技术综述
熊鑫章新华，，高成志，卢海杰，兰英
Ａｂｓｒｃ：Ｃｏａｅｔｈｅａｔｅｌｃｔｎ，ｈｅｐｓｉｅｌｃｔｏａｅｎｗｉｅｙｒｓａｃｅｎｓｄｔａｔｍｐｒｏｔｃｉｏａｉｖｏｔａｓｖｏａｉｎｈｓｂｅｄｌｅｅｒｈｄａｄｕｅｂｃｕｅｏｔｏｄｃｙｔｉｅａｓｆｉｇｏｒｐｉｔＩｅｅｔｙａ，ｎｔｅｂａｅｏｈｒｄｔｏａｅｈｄｆｐｓｉｅｌｃｔｎ：ｈｓｃｙ．ｎｒｃｎｅｒｏｈｓｆｔｅｔａｉｉｎｌｍｔｏｓｏａｓｖｏａｉｏｔｅ
关键词：被动定位；声呐；目标运动分析；匹配场处理；聚焦波束形成
中图分类号：Ｕ６．７Ｔ５６６；Ｂ６文献标识码：Ａ文章编号：１７７４（００００４０Ｄ：０３０／．ｓｎ１７７４．０００．２６２— ６９２１）７— １０— ４Ｏｌ１．４４ｊｉ．６２— ６９２１．７０８ｓ
ｍｅｈｄｓｔｏ．Ｋｅｒｓ：ｙｗｏｄｐｓｉｅｌｃｔｏａｓｖｏａｉｎ；ｓｎｒＴＡ；ＭＦ；ｆｃｓｄｂａｏｍｉｇｏａ；ＭＰｏｕｅｅｍｆｒｎ

水声纯方位目标跟踪快速收敛算法

水声纯方位目标跟踪快速收敛算法在水下环境中，水声纯方位目标跟踪是一项重要的任务，涉及到水下机器人、水下测量设备、水下探测设备、水下通讯设备等领域。

传统的水声纯方位目标跟踪算法需要对多个声源进行频率扫描或者时域相关分析，复杂度较高，同时收敛速度较慢，无法应对实时性要求较高的情况。

因此，本文提出一种基于卡尔曼滤波的水声纯方位目标跟踪快速收敛算法，可以有效提高跟踪速度和精度。

首先，根据水声传输特点，利用两个或多个水声接收器接收目标声源的信号，并根据信号时延和波速计算目标声源的方位角和俯仰角。

然后，通过水声纯方位目标跟踪模型来描述目标声源的状态和运动轨迹，其中包括目标的位置、速度和加速度信息。

在模型中引入偏置误差，增加模型的鲁棒性和适应性，同时可以避免因为传感器噪声和数据处理误差引起的不良影响。

接着，采用卡尔曼滤波算法对目标声源状态进行估计和预测。

卡尔曼滤波算法基于系统的线性高斯动态方程和测量方程，可以通过递归的方式实时计算目标声源的状态和协方差矩阵，同时不断更新参数和优化估计结果。

在本算法中，卡尔曼滤波算法的状态向量包括目标声源的位置、速度和偏置误差，测量向量包括水声传感器测得的方位角和俯仰角。

卡尔曼滤波算法具有收敛速度快、精度高、鲁棒性好等特点，可以有效应对水下复杂环境和实时性要求。

最后，采用基于自适应加权平均的数据融合算法，将多个水声传感器获取的方位角和俯仰角进行加权平均，得到目标最终的方位角和俯仰角。

数据融合算法能够有效提高跟踪的精度和鲁棒性，同时避免传感器间距离和姿态差异带来的误差和偏差。

综上所述，基于卡尔曼滤波的水声纯方位目标跟踪快速收敛算法在水下环境中具有重要的应用价值，可以提高跟踪速度和精度，应用广泛。

为了探究基于卡尔曼滤波的水声纯方位目标跟踪快速收敛算法的实用性和性能表现，我们从实验数据入手，进行了相关的数据分析。

以下是实验数据的具体内容和分析结果：数据来源：针对不同深度（10m、20m、30m）、不同距离（100m、200m、300m）的目标声源，在水下环境中进行了多次实验，记录了水声传感器接收到的目标声源的方位角和俯仰角，以及跟踪算法输出的目标位置和速度信息。

基于FAHP的水下目标多源探测仿真系统评估

基于FAHP的水下目标多源探测仿真系统评估张森;金超;孙力帆;卜文绍【摘要】水下目标探测具有探测方式多样性、海洋环境复杂性等特点.为了解决水下目标多源探测仿真系统的评估问题,依据三角模糊理论和仿真系统VV&A理论,提出一套水下目标多源探测仿真系统评估指标体系,运用模糊层次分析法计算各层指标权重,结合专家评判结果对水下目标多源探测仿真系统进行可信性评估,并探讨了这套指标体系在仿真可信度评估工作中的应用.结果表明仿真系统与实际测量系统基本相符,该方法对水下目标多源探测仿真系统的评估具有指导意义.【期刊名称】《火力与指挥控制》【年(卷),期】2018(043)008【总页数】5页(P124-128)【关键词】多源探测;可信度;模糊层次分析法;仿真;评估【作者】张森;金超;孙力帆;卜文绍【作者单位】河南科技大学信息工程学院,河南洛阳 471023;河南科技大学信息工程学院,河南洛阳 471023;河南科技大学信息工程学院,河南洛阳 471023;河南科技大学信息工程学院,河南洛阳 471023【正文语种】中文【中图分类】TP391.9;TJ010 引言仿真可信度是仿真系统的一个重要指标，仿真可信度评估是在仿真系统建模的过程中必不可少的环节［1］。

开展可信度评估工作有利于促进水下目标探测仿真技术的发展，提高水下目标探测仿真结果的准确性，降低应用风险，保证仿真系统质量，促进对水下目标探测技术的深入研究。

自20世纪80年代以来，飞速发展的高新技术使得水下目标探测技术有了长足的发展，延伸出了多种探测方式用于水下目标的探测。

海洋环境复杂多变，水下目标也具有不同的属性，单一探测方式的探测系统很难全面提取水下目标的信息，综合多种方式用于水下目标探测已是未来发展的趋势。

董庆亮［2］综合利用多波束测量数据和侧扫声纳声像图进行海底目标的探测，有效增强了不同设备之间的互补性，提高了探测质量。

丁鑫同［3］建立热尾流探测、激光雷达探测以及磁异常探测3种非声探测模型，对底层探测信息进行融合处理，得到潜艇探测仿真结果。

基于单目视觉的水下目标识别与三维定位技术研究的开题报告

基于单目视觉的水下目标识别与三维定位技术研究的开题报告一、研究背景水下目标识别与三维定位技术是水下机器人等无人机器设备的重要研究领域。

针对不同深度、光照、水质等复杂环境，通过单目视觉技术识别和定位水下目标，可以在海洋勘探、深海探索、水下资源开发等领域发挥重要作用。

该技术可以有效提高水下机器人的自主性能，为深海探索与资源开发提供技术支持。

二、研究目的本课题旨在基于单目视觉技术研究水下目标识别与三维定位技术。

具体研究内容包括：水下目标识别算法、水下目标的三维位置估计算法、系统硬件设计等方面的研究与探索。

三、研究内容1、水下目标识别算法研究水下目标通常受光照、水质等影响，影响图像清晰度，识别正确率。

因此，需要针对不同光照、环境的特点，通过一定的滤波、降噪等方式提取图像特征，采用适当的算法提高水下目标的识别准确性。

2、水下目标的三维位置估计算法研究水下目标的位置测量受到水中的折射率、摄像机与目标之间的距离等因素的影响，因此需要采用定位算法估计目标的三维位置信息。

传统的定位算法包括三角测量、基于航迹重建的方法等，这些方法存在因测量数据精度等因素带来的误差，因此需要改进算法提高系统精度。

3、系统硬件设计系统硬件设计是水下目标识别与三维定位技术研究的重要组成部分，需要选择合适的硬件设备和材料，以确保系统的可靠性和稳定性。

系统硬件设计方案需要考虑水下操作环境、传感器选型、数据传输等多方面因素，并根据研究需求进行优化设计。

四、研究方法本课题采用实验与理论相结合的方法进行研究，具体研究方法包括：1、通过采集多组水下目标图像，建立水下目标识别数据集，采用机器学习等方法提高算法准确性。

2、以实验数据为基础，探究水下目标三维位置估计算法的优化方案。

3、设计水下目标识别与三维定位系统，并进行实际测试和应用。

五、预期成果1、完成水下目标识别算法研究，提高水下目标识别准确性。

2、完成水下目标的三维位置估计算法研究，提高定位精度。