声纳识别系统性能提升途径
声呐系统的发展历程
声呐系统的发展历程声呐系统是一种利用声波在水中传播的原理进行探测和通信的技术。
声波是机械波,它在水中传播速度快、损耗小,因此声呐系统常用于海洋勘测、水下探测以及潜艇通信等领域。
下面将介绍声呐系统的发展历程。
声呐系统最早应用于海洋勘测领域,用于测量海洋底层地形和探测海底沉积物。
20世纪30年代初,美国科学家哈里·曼斯费尔德在海洋勘测中首次采用了声波作为勘测工具,实现了初步的测量。
到了1940年代,声呐系统逐渐得到了发展,成为海洋勘测中不可或缺的工具。
随着技术的进步,声呐系统逐渐应用于军事领域。
在第二次世界大战期间,声呐系统被用于水面舰艇和潜艇的导航和探测。
声呐系统可以通过发送声波并接收回波来判断周围物体的位置和距离,因此在水下战争中起到了重要的作用。
20世纪50年代,声呐系统取得了重大的突破。
瑞典科学家昂思·爱文伦发明了多普勒声纳,可以通过测量声波频率的变化来判断物体的运动状态。
这一技术的出现大大提高了声呐系统的探测精度和准确性,对于水下探测和导航有着重要的意义。
在20世纪70年代和80年代,随着计算机技术的发展,声呐系统得到了进一步的改进。
数字化和自动化的声呐系统开始出现,使得声呐系统的控制和数据处理更加方便和高效。
同时,采用多普勒效应的声纳技术也得到了进一步的完善,能够更准确地判断目标物体的运动轨迹。
进入21世纪,声呐系统得到了更广泛的应用。
除了海洋勘测和军事领域,声呐系统开始应用于水下探险、水下机器人、海洋生态研究等多个领域。
同时,声呐技术也不断地向更高频率、更高分辨率的方向发展,以满足对于更精确探测和高清图像的需求。
在未来,声呐系统还有很大的发展空间。
随着科技的不断进步,声呐系统的探测距离和分辨率将会进一步提高。
同时,声呐系统也将会结合其他传感技术,如雷达、红外线等,形成多模态的综合探测系统,以获得更全面和准确的数据。
综上所述,声呐系统经历了从海洋勘测到军事领域再到更广泛的应用的发展历程。
多波束声纳技术
多波束声纳技术多波束声纳技术是一项用于海洋勘探、搜寻和监测的重要技术。
该技术利用多个发射机和接收机的组合来收集来自不同方向的声纳信号,从而提供更准确的海洋环境信息。
本文将详细介绍多波束声纳技术的原理、优势、应用及未来发展。
多波束声纳技术是一种声学成像技术,基于声纳的反射原理。
当声波撞击物体时,会产生回声或反射波,这些波通过传感器接收并转化为电信号。
传感器记录反射波的方向、强度和距离等信息,从而确定物体的位置、形状和构成等信息。
1. 提高声纳信号的分辨率:多波束声纳技术允许在不同方向上同时监测目标,从而提高信号的分辨率。
这种技术的优势在于可以同时捕捉多个角度的反射信号,通过计算并合成这些信号,产生一个更准确的图像。
2. 扩大监测区域:与传统声纳技术相比,多波束声纳技术可以扫描更广阔的水域,监测更大范围的目标。
多波束声纳技术的核心是发射器和接收器的设计。
通常,一个多波束声纳系统由多个发射器和多个接收器组成。
发射器会将声波向不同方向投射;而接收器则将同样的区域内的反射波信号收集回来。
这些发射器和接收器按照不同的排列方式被组装在一起,形成一个多波束声纳阵列。
接着,通过寻找各个接收器收到的反射波信号之间的相对时间延迟和强度变化,系统可以分析来自目标的不同方向的声波信号,最终形成一个具有高分辨率、高准确度的三维声纳图像。
1. 增强了信号处理能力:多波束声纳技术允许同时记录来自不同方向的反射波信号,这意味着系统可以处理更多、更丰富的数据,从而提高识别能力和准确性。
2. 提高了对目标的探测效率:多波束声纳技术可以在一次扫描中覆盖更多的区域,从而提高了探测效率。
多波束声纳技术还可以针对不同类型的目标,进行定向、精细的探测操作。
4. 降低了误报率:多波束声纳技术可以针对不同类型目标进行定向探测和识别,从而减少与非目标物体的误识别,提高探测的真实性。
1. 海洋科学:多波束声纳技术可以用于寻找海底热液喷口、沉船、遗迹以及地下隧道等目标。
舰艇声呐技术的应用与发展分析
舰艇声呐技术的应用与发展分析在现代战争中,舰艇声呐技术的作用越来越明显,本文重点对舰艇声呐技术进行分析和研究,并且阐述舰艇声呐技术的发展历程,以供参考。
关键词:舰艇声呐;发展趋势;应用1 舰艇声呐概述舰艇声呐主要是探测水中的声波,并且进行定位和通信的电子设备,是当前海军进行水下监测过程中使用的主要设备,可以进一步探测定位、分类、跟踪水下的目标,并且进行水下的导航和通讯,确保反潜机、舰艇、反潜直升机的战术机动以及引导一些水下武器的使用。
2 舰艇声呐技术2.1 主动声呐主动声呐指的主要是声呐具有较大的功率,能够主动发射相应的声波,并且接收反射之后的回波,用来分析目标的参数,并且进行确认,是通过简单的回声探测仪器转变形成的,主动通过在探测水域对超声波的发射,对回波来进行计算,适合对水下的水雷、鱼群、暗礁、沉船等进行测量,并且可以计算出已经关闭发动机的隐蔽潜艇。
当前,美国海军在声呐发展的过程中,为了进一步让反潜能力提高,在声呐当中运用一种新技术,也就是连续波主动声呐技术,简称CAS,通过这项技术能够不间断的进行信号的发射,声呐操作员也可以在此过程中同步对潜艇的声音进行监听,可以更好地让水面舰艇对敌舰艇进行探测,了解敌舰艇的位置。
2.2 被动声呐被动声呐主要指的是声呐被动接收目标发射出的信号或者目标产生的一些辐射噪音,对目标方位进行测定,它主要是由简单的水听器逐步演变形成的,对目标发出的噪音进行接收,对接收到的数据进行分析,同时对目标的特性和位置进行判断,主要适合一些在任务过程中不能使用主动声呐发声暴露自己但又需要对外部活动进行探测的潜艇。
2.3 可变深度声呐由于声呐的声波在传播的过程中往往会因为海面、海底的影响以及海水不均匀分布等产生一些散射、折射、干涉、反射,会导致声线弯曲或者信号畸变、起伏等情况,进而导致传播途径改变或者产生声阴区,这些不确定因素会对声呐的测量精度和作用距离产生非常大的影响。
现代声呐需要在适当的区域对严呐的工作深度进行合理的选择,通过声呐发出的声波在不同途径当中传播来减小水声传播条件的不利影响,让声呐的探测距离提高。
多波束测深声呐技术原理与应用读书笔记
《多波束测深声呐技术原理与应用》读书笔记一、声呐技术基本原理声呐(Sound Navigation and Ranging,SONAR)技术,是一种利用声波进行探测、导航和测距的技术。
在多波束测深领域中,声呐技术发挥着至关重要的作用。
其基本原理主要包括声波的发射、传播、接收和处理。
声呐设备通过换能器将电能转换为声波,这些声波在一定频率范围内具有特定的传播特性。
通过控制发射的声波类型和功率,声呐可以实现对不同深度和水下物体的探测。
声波在水下的传播受到多种因素的影响,包括水温、盐度、水深、水流速度和方向等。
这些因素会影响声波的传播速度和路径,声呐技术需要考虑到这些环境因素,以确保探测的准确性。
声波在遇到障碍物(如海底、水下物体等)时会发生反射,反射回来的声波被声呐设备的接收器捕获。
接收器将接收到的声波转换为电信号,为后续的信号处理提供数据。
接收到的信号需要经过处理以提取有用的信息,这包括噪声过滤、信号增强、波形分析等步骤。
通过信号处理,声呐可以将接收到的数据转化为图像或数字信息,以供研究人员分析和使用。
1. 声呐定义及作用声呐(Sound Navigation and Ranging,SONAR)是一种利用声波在水下进行探测的装置。
它是通过发射声波并接收水底的回声来确定水深和水下物体的位置的。
声波在水中传播速度快,传播距离远,受到水体环境的影响相对较小,因此声呐成为了水下探测的主要工具之一。
探测水深:通过发射声波并接收回声,声呐可以精确地测量出水深,这对于航海、渔业、海洋科学研究等领域具有重要意义。
识别水下物体:声呐能够识别出水下的礁石、沉船、鱼群等物体,这对于航行安全、渔业捕捞等方面具有重要的作用。
海洋环境监测:声呐可以用于监测海洋环境,例如水流速度、水温分布等,这对于海洋科学研究具有重要意义。
水下导航:声呐还可以用于水下导航,帮助潜艇等水下航行器进行定位和导航。
在多波束测深领域,声呐技术发挥着不可替代的作用。
主动声呐方程时间增益
主动声呐方程时间增益主动声呐是一种利用声波进行探测和定位的技术,广泛应用于海洋勘探、军事侦察、海底测绘等领域。
在主动声呐系统中,时间增益是一个重要的参数,它描述了声波信号在传播过程中的能量损失和信噪比的变化情况。
本文将围绕主动声呐方程和时间增益展开讨论,以便更好地理解主动声呐系统的工作原理和性能。
主动声呐方程是描述声波在水中传播过程的数学模型,它基于声波的传播速度、声源和接收器之间的距离以及介质的声学特性等因素。
主动声呐方程可以帮助我们预测声波在水中传播的路径、传播时间和信号强度等信息。
在主动声呐系统中,时间增益是衡量声波信号强度变化的指标。
声波在传播过程中会遇到各种衰减和散射现象,导致信号强度不断减小。
时间增益可以反映声波信号在传播过程中的衰减情况,即声波信号在接收端接收到的强度与声源发射时的强度之比。
时间增益的计算可以基于主动声呐方程和声波传播的基本原理。
声波传播过程中,声波信号受到衰减主要有两个方面的原因:一是声波在传播过程中会发生几何衰减,即声波能量随距离的增加而衰减;二是声波在传播过程中还会受到介质衰减的影响,即介质对声波的吸收和散射。
几何衰减是由于声波在传播过程中能量的扩散导致的。
根据几何衰减的原理,声波信号的强度与距离的平方成反比关系。
即声波传播的距离越远,声波信号的强度越弱。
这种几何衰减的影响可以用时间增益来表示,时间增益与传播距离的平方成反比。
介质衰减是由于介质对声波的吸收和散射导致的。
不同介质对声波的衰减程度不同,常用的描述介质衰减的参数是衰减系数。
衰减系数越大,说明介质对声波的吸收越强,声波信号的强度衰减越快。
时间增益与介质衰减系数成正比。
除了几何衰减和介质衰减,声波在传播过程中还会受到散射的影响。
散射是指声波在传播过程中遇到介质中不均匀性而发生的方向改变现象。
散射会导致声波信号的能量分散,使声波信号在接收端的强度降低。
时间增益与散射的影响也是成反比关系。
时间增益是描述主动声呐系统中声波信号强度变化的重要参数。
声纳技术利用声音进行远程探测与通信
声纳技术利用声音进行远程探测与通信声纳技术是一种利用声音进行远程探测与通信的技术。
随着科技的不断发展,声纳技术在海洋、军事、医学等领域发挥着重要作用。
本文将介绍声纳技术的原理、应用以及未来的发展方向。
一、声纳技术的原理声纳技术基于声音的传播特性进行远程探测与通信。
声音是一种机械波,在介质中传播时会引起介质分子的振动,进而传递声波信号。
声纳系统通常由发射器和接收器组成。
发射器会发出声波信号,接收器则接收并分析回波信号。
声纳技术的关键是利用声波在不同介质中的传播速度差异来实现距离测量。
声音在水中的传播速度约为1500米/秒,这使得声纳技术在水下探测中具有很大优势。
此外,声波的频率、波长和声速也会对声纳系统的性能产生影响,需要根据具体需求进行调整。
二、声纳技术的应用1. 海洋勘探领域声纳技术在海洋勘探领域有着广泛的应用。
利用声纳技术可以实现海底地形测绘、海底资源勘探以及海底生物探测等任务。
声纳技术不受海洋的光线限制,可以在深海环境下进行高精度的测量与观测。
2. 军事领域声纳技术在军事领域中起到至关重要的作用。
潜艇利用声纳技术进行水下侦察与敌方舰艇追踪;声纳技术还可以用于水雷的探测和识别。
在水下远程通信方面,声纳技术也是不可或缺的手段。
3. 医学领域声纳技术在医学领域的应用越来越广泛。
医学影像中的超声波成像就是一种常见的声纳应用。
通过声纳技术可以实现对人体内部组织和器官的无创探测与成像,为医生的诊疗提供重要依据。
三、声纳技术的发展方向随着科技的不断进步,声纳技术也在不断发展。
未来声纳技术的发展方向主要有以下几个方面:1. 提高探测精度随着声纳传感器和信号处理技术的不断提高,声纳技术在水下探测中的精度将进一步提高。
可以预见,未来声纳技术将能够实现更加精准的海洋勘探和军事侦察。
2. 发展新型传感器新型传感器的研发将为声纳技术的应用带来更多可能性。
例如,研究人员正在研发能够在复杂水域中实现高效探测的多传感器系统,这将有助于提高水下探测的效率和准确性。
声纳技术及其应用与发展
声纳技术及其应用与发展王云罡(04011115)(东南大学信息科学与工程学院南京 211189)摘要:声纳技术是声学检测新技术在水下介质中的具体应用。
文章简要阐述了声纳技术的原理及其发展历史,介绍了声纳技术的主要应用及其最新进展。
关键词:声纳技术原理应用发展APPLICATION AND DEVELOPMENT OFSONAR TECHNOLOGYWang Yungang (04011115)(Department of Information Science and Engineering, Southeast University, Nanjing,211189) Abstract : Sonar technology is the specific application of acoustic detection techniques in underwater media. Its principle and development as well as its main applications andprogress are reviewed.Key words:sonar technique principle applications development声波是人类迄今为止已知可以在海水中远程传播的能量形式.,声纳( sonar)一词是第一次世纪大战期间产生的, 它是由声音( sound)、导航( navigation)和测距( ranging ) 3个英文单词的字头构成的.。
声纳设备利用水下声波判断海洋中物体的存在、位置及类型,同时也用于水下信息的传输。
[1]近年来,随着科学技术的高速发展,人类对覆盖地球总面积70 %的海洋的认识逐渐深化,海洋因其经济上的巨大潜力和战略上的重要地位越来越被人们所重视.。
美国加州海洋研究中心的罗伯逊博士说:“海洋的开发对人类带来的利益要比那些耗资庞大的太空计划实惠得多。
现代声纳技术的几个发展方向
现代声纳技术的几个发展方向现代声纳技术的几个发展方向(2)尽管被动声呐技术发展趋缓,但还远未到被淘汰的地步。
只要水面舰艇依然产生噪声、核潜艇依然会发出规则的声信号,就会有被动声呐存在。
目前几乎所有的潜艇都装备被动声呐,但是在搜索柴电潜艇时主动声呐仍必不可少。
低频主动声呐技术安静型柴电潜艇的广泛装备,使声呐技术的研究热点重新转移到主动声呐上。
但主动声呐有两个缺点,一是声呐发射的声波会被反潜设备接收到,使潜艇暴露目标并遭到攻击;二是主动声呐在浅海的作用距离受海床的影响。
声呐脉冲会在海底和水面之间反射,沿不同路径返回(即“多途效应”)。
此时会有微小的时延,在接收机上形成混响干扰,掩盖目标的回波。
声呐使用的脉冲序列越长、探测距离越远,声呐受混响的影响就越严重,选择短脉冲固然会减小混响的影响,但同时也减小了声呐的探测距离。
图4:解决这个矛盾的方法之一是使用脉冲编码技术。
一个长脉冲序列可以被压缩成一个短脉冲序列,但频率和相位也会发生一些变化。
这就是脉冲压缩理论,它是抗“多选效应”的有效手段。
在声呐信号处理中经常使用频率调制技术,信号在频域的带宽越宽,在时域的脉冲就越窄。
现在一些新型主动舰壳声呐(如美国海军的DE 1160和SQS 一53)以及甚低频拖曳声呐(如美国海军侦察舰使用的低频声呐和北约使用长直线阵的大型低频主动声呐),都使用了脉冲压缩技术。
声呐所用声波的频率越低,作用距离就越远,产生低频信号的换能器体积也就越大。
当使用声波的频率低于3.5千赫时,声呐就会因为换能器体积过大而不能安装在舰艇上,只能采取拖曳的方式。
低频声呐使用的频率一般为100~500赫兹,但略高于净战时期被动声呐探测的频率范围。
此外,舰壳主动声呐还可以通过控制波束仰角、采用自适应技术来减小混响的影响。
出于战术上的考虑,很多国家的海军还在研究或购买低频主动拖曳声呐。
因为这种声呐的远程探测性能如同SQS-53舰壳声呐,却没低频声呐那么大的体积和重量。
声呐装备产业发展趋势
声呐装备产业发展趋势声呐装备产业发展趋势一、引言声呐(sonar)是一种利用声波的原理,通过发送声波来探测周围环境并接收回波的技术。
声呐装备广泛应用于海洋、水下和航空等领域,包括海洋测量、渔业资源开发、海底资源勘探、水下勘探、船舶导航与防撞等方面。
随着科技的不断进步和产业的快速发展,声呐装备产业正处于快速发展的阶段。
本文将从技术、市场和政策等方面分析声呐装备产业的发展趋势,并提出一些建议。
二、技术发展趋势1. 高分辨率成像技术:高分辨率成像技术是声呐装备产业发展的一个主要趋势。
传统的声呐装备主要用于探测和定位目标物体,随着技术的进步,声呐装备已经可以提供更为精确的成像效果。
高分辨率成像技术能够提供更清晰、更详细的目标物体图像,对于海洋勘探和水下测量等领域具有重要意义。
2. 多功能集成技术:随着科技的不断发展,声呐装备将会与其他传感器技术进行集成。
例如,声呐装备可以与雷达、红外线传感器等进行组合,实现多种信息的获取和辅助决策。
这种多功能集成技术将会提高声呐装备的实用性和可靠性,为用户提供更全面的信息。
3. 智能化技术:智能化技术是声呐装备产业发展的一个重要趋势。
智能化技术可以帮助声呐装备实现自主决策、自动化操作和自主学习等功能。
例如,声呐装备可以通过机器学习算法提高目标识别的准确性,提高效率和降低误报率。
智能化技术的发展将会使声呐装备更加智能化、自动化,提高工作效率。
三、市场发展趋势1. 市场需求持续增长:声呐装备产业将会在未来几年内保持持续增长的态势。
随着海洋资源的不断开发和国家对海洋领域的重视,声呐装备的需求将会持续增加。
另外,随着水下勘探和海洋开发的不断深入,声呐装备在海洋领域的应用也将会扩大。
2. 整体规模扩大:随着声呐装备市场需求的增加,声呐装备产业的整体规模也将会扩大。
这将会吸引更多的企业进入声呐装备市场,促进声呐装备技术的创新和产业的竞争。
国内外声呐装备企业的竞争将会加剧,从而推动声呐装备产业的发展。
美国海军AN∕BQQ-10声纳系统的发展与启示
美国海军AN∕BQQ-10声纳系统的发展与启示I. 引言A. AN/BQQ-10声纳系统的背景B. 研究目的C. 本论文结构II. AN/BQQ-10声纳系统的发展历史A. AN/BQQ-10声纳系统的起源B. AN/BQQ-10声纳系统的发展过程C. AN/BQQ-10声纳系统的现状III. AN/BQQ-10声纳系统的技术原理A. AN/BQQ-10声纳系统的基本原理B. AN/BQQ-10声纳系统的技术特点C. AN/BQQ-10声纳系统的优缺点IV. AN/BQQ-10声纳系统的应用与启示A. AN/BQQ-10声纳系统在海军战争中的应用B. AN/BQQ-10声纳系统对声纳技术的发展带来的启示C. AN/BQQ-10声纳系统对军事装备发展的启示V. 结论与展望A. 结论总结B. AN/BQQ-10声纳系统的未来发展C. AN/BQQ-10声纳系统在国防建设中的重要性VI. 参考文献I. 引言A. AN/BQQ-10声纳系统的背景AN/BQQ-10声纳系统是美国海军中广泛使用的一种声纳系统,其主要用途是为捕捉并分析水下目标提供信息。
在海军战争中,水下空间是一个重要的战略领域,声纳系统是保证海洋安全的关键技术之一,而AN/BQQ-10声纳系统就是目前最先进的声纳系统之一,其技术水平和性能处于世界领先水平。
B. 研究目的本论文旨在介绍AN/BQQ-10声纳系统的发展历史、技术原理、应用和启示。
通过对AN/BQQ-10声纳系统的深入研究和分析,了解其发展历程和技术特点,总结其应用效果和发展前景,为海军声纳技术的发展和应用提供参考意见。
C. 本论文结构本论文分为五个章节:引言、AN/BQQ-10声纳系统的发展历史、AN/BQQ-10声纳系统的技术原理、AN/BQQ-10声纳系统的应用与启示以及结论与展望。
在第二章中,将介绍AN/BQQ-10声纳系统的起源、发展过程和现状。
第三章中,将深入了解AN/BQQ-10声纳系统的技术原理和特点。
声呐系统的发展历程
声呐系统的发展历程
声呐系统是一种利用声波进行探测和测距的技术,具有广泛的应用领域,包括航海、海洋科学、捕鱼、大气科学等。
随着科技的发展和应用需求的提升,声呐系统经历了多个阶段的演进和改进。
早期的声呐系统主要依靠绘制声波反射的水声图,凭借经验来判断目标位置。
这种方式具有较大的局限性和不确定性,无法满足精确测距和目标识别的需求。
20世纪50年代,声纳技术开始利用计算机进行数据处理和分析,提高了声呐系统的测距和目标定位精度。
此时的声呐系统采用扫描技术,可以将声波沿水平和垂直方向进行旋转,从而得到更全面的目标信息。
然而,这种声呐系统的体积庞大、成本高昂,限制了其在实际应用中的推广。
20世纪70年代,随着计算机技术的快速发展,声呐系统开始引入数字信号处理技术。
数字化的声呐系统具有更高的抗干扰能力、更快的信号处理速度和更可靠的目标识别能力。
此时的声呐系统开始逐渐向多功能、小型化、便携化方向发展,成为现代声呐系统的基础。
现代声呐系统的发展重点在于提高分辨率、灵敏度和目标探测范围,同时降低成本和体积。
近年来,高频率声呐系统得到了广泛应用,可以实现更高精度的目标定位和成像。
同时,声呐系统在深海勘探、地质勘测以及无人机和机器人领域也得到了广泛的应用。
总的来说,声呐系统经历了从凭借经验判断目标位置到利用计算机进行数据处理和分析的阶段,再到数字化的声呐系统和现代多功能、小型化的声呐系统的演进。
随着科技的不断进步,声呐系统在各个领域将发挥越来越重要的作用。
声呐的发展现状
声呐的发展现状声呐(Sonar)是一种利用声波在水中传播的原理来探测和定位物体的技术。
声呐技术广泛应用于海洋探测、水下航行、鱼群探测和潜艇搜索等领域。
随着科学技术的进步,声呐技术也在不断发展,具有以下几个主要的发展现状。
首先,声呐技术在探测范围和分辨率方面有了显著的提升。
传统的声呐系统主要依靠物体反射声波的强度和时间延迟来判断目标的位置和性质。
现代声呐系统通过改进发射和接收声波的方法,增加发射频率的范围和快速扫描的能力,大大提高了声呐的探测范围和分辨率。
这使得声呐能够更好地探测和定位远离发射源的目标。
其次,声呐技术在图像显示和处理方面有所突破。
传统的声呐系统通常只能提供目标的位置和大小等基本信息,而对于目标的内部结构和物理特性了解很少。
现代声呐系统结合了数字信号处理和图像处理技术,可以将声呐探测到的声波数据转化为图像形式显示出来,使得用户能够更直观地了解目标的形状和内部结构。
同时,声呐系统还可以通过信号处理算法提取目标的特征参数,用于目标分类和识别。
再次,声呐技术在声波传播和干扰抑制方面有了进步。
声波在水中的传播往往受到水下环境和气候条件的影响,容易受到杂音、传播损耗和多路径干扰等问题的干扰。
近年来,科研人员通过研究和仿生学原理,开发了一系列新型的声波传播模型和干扰抑制算法,有效地提高了声波传播的效率和抗干扰能力。
这为声呐在复杂环境下的应用提供了技术支持。
最后,声呐技术在无人化和自主化方面有了新的发展。
传统的声呐系统需要由人工操控和判断目标,操作复杂且受到人为因素的限制。
现代声呐系统利用智能控制技术和机器学习算法,可以实现声呐设备的自主工作和智能决策。
这使声呐系统的工作效率和准确性都得到了提高,为无人船舶和自主潜水器等自主化设备的普及和应用提供了技术基础。
综上所述,声呐技术在探测范围和分辨率、图像显示和处理、声波传播和干扰抑制以及无人化和自主化方面都取得了显著的进展。
这些技术的发展使得声呐在海洋勘探和水下作业等领域的应用更加广泛和可靠,为人类对水下环境的认识和利用提供了有力的支持。
声纳系统的工作原理及信号处理方法
声纳系统的工作原理及信号处理方法声纳是一种利用声波进行探测和测量的技术,被广泛应用于海洋、航空、地质等领域。
本文将介绍声纳系统的工作原理及信号处理方法。
一、声纳系统的工作原理声纳系统由发射器、接收器和信号处理器组成,其工作原理如下:1. 发射器发射器是声纳系统的核心部件,它通过电能转换为机械能,将电信号转化为声波信号并辐射出去。
声波信号在水中传播时,会遇到不同介质的反射、折射和散射等现象。
通过探测这些现象,我们可以获取目标物体的信息。
2. 接收器接收器用于接收声波信号,并将其转化为电信号,以供信号处理器进一步处理。
接收器通常采用压电陶瓷等材料制成,当声波信号通过其表面时,会引发压电材料的机械振动,从而产生电信号。
3. 信号处理器信号处理器是对接收到的声波信号进行处理和分析的关键部件。
它可以通过滤波、增益控制、频谱分析等方法,提取出目标物体的特征信息,并进行信号重构和图像生成。
二、声纳系统的信号处理方法声纳系统的信号处理方法主要包括以下几种:1. 滤波滤波是声纳信号处理的基础操作,可以去除杂散噪声,提取目标信号。
常用的滤波方法包括低通滤波、高通滤波和带通滤波等。
2. 增益控制增益控制是调整信号强度的一种方法,可以根据目标物体与探测器之间的距离变化,自动调整接收器的增益,以获得更好的信噪比和分辨率。
3. 脉冲压缩脉冲压缩技术可以提高声纳系统的分辨率和距离精度。
通过对接收到的脉冲信号进行压缩,可以减小脉冲信号的时域宽度,并提高目标的距离分辨率。
4. 频谱分析频谱分析是对声纳信号进行频域分析的方法,可以提取目标物体的频率特征。
常用的频谱分析方法有傅里叶变换、小波变换等。
5. 图像生成声纳系统可以通过信号处理技术生成目标物体的声像图或反射图像。
通过显示和分析这些图像,可以直观地观测目标物体的位置、形状等信息。
综上所述,声纳系统通过发射、接收和信号处理三个步骤,实现对目标物体的探测和测量。
其中,信号处理是关键环节,通过滤波、增益控制、脉冲压缩、频谱分析和图像生成等方法,可以提取出目标物体的特征信息,实现对声纳信号的分析和解读。
声纳信号处理算法的实时性与准确性优化
声纳信号处理算法的实时性与准确性优化声纳技术作为水下目标侦测和定位的重要手段,已经广泛应用于海洋领域。
声纳信号处理算法的实时性和准确性是影响声纳系统性能的关键因素。
为了实现高效准确的目标探测和定位,声纳信号处理算法的实时性与准确性需要进行优化。
实时性是指系统响应时间的快慢,对于声纳系统来说,尤其重要。
在实时任务中,系统需要在规定的时间内对输入数据进行处理并给出结果。
实时性优化的核心是尽量减少处理时间,以确保输入数据能够及时处理。
为了实现实时性的优化,可以采用以下策略:首先,采用并行处理技术可以提高系统的处理速度。
声纳信号处理通常包括大量的计算和运算,采用并行处理技术可以将任务分解成多个子任务并行处理,从而提高处理速度。
其次,采用硬件加速器可以加快声纳系统的处理速度。
声纳信号处理算法通常需要大量的计算资源,使用专用的硬件加速器可以显著提高系统的处理性能。
例如,使用图形处理器(GPU)或者专用的数字信号处理器(DSP)可以加速声纳信号处理算法,并提高系统的实时性。
另外,采用优化的算法和数据结构可以提高系统的处理效率。
声纳信号处理算法的优化是提高实时性的关键。
通过对算法进行优化,可以减少不必要的计算和内存访问,提高算法的运行效率。
同时,采用合适的数据结构可以减少内存占用,提高算法的执行速度。
准确性是衡量声纳系统性能的重要指标。
为了提高声纳系统的准确性,需要采取以下优化措施:首先,选择合适的数据预处理技术可以提高信号的质量和准确性。
声纳信号通常受到噪声、多径效应等干扰,通过采用滤波、去噪等数据预处理技术可以减少干扰,提高信号的质量和准确性。
其次,优化目标检测算法可以提高目标检测的准确性。
目标检测是声纳系统的核心任务之一,为了提高目标检测的准确性,可以采用多种算法进行优化。
例如,采用自适应波束形成算法可以减少杂波干扰,提高目标检测的准确性。
另外,优化目标定位算法可以提高目标定位的精度。
目标定位是声纳系统的另一个关键任务,为了提高目标定位的精度,可以采用多距离定位算法、多传感器融合定位算法等进行优化。
声呐系统的研究报告
声呐系统的研究报告引言声呐技术是一种利用声波的传播特性来测量距离、探测目标等的技术。
声呐系统已经广泛应用于海洋勘测、航海导航、水下探测等领域。
本研究报告将介绍声呐系统的原理、应用、性能评估以及未来的发展趋势。
一、原理声呐系统利用声波在介质中传播的特性进行目标探测和测距。
具体来说,声呐系统首先发射一个高频声波脉冲,然后通过接收器接收回波信号。
通过测量回波信号的时延和强度,可以推导出目标的距离、方位和速度等信息。
声波在水中传播的速度约为1500米/秒,相比于电磁波,声波在水中的传播损耗较小。
因此,声呐系统在水下探测中具有独特的优势。
二、应用声呐系统在海洋勘测、航海导航、水下探测等领域有着广泛的应用。
1. 海洋勘测声呐系统可以用于海洋地质勘测和海洋资源勘测。
通过声波的反射和散射,可以绘制海底地形图和地质构造图,为海洋地质研究提供重要的数据。
2. 航海导航声呐系统在船舶导航中起到重要的作用。
通过测量声波的时延,可以确定船舶与障碍物之间的距离,以避免碰撞。
同时,声呐系统还可以检测水下障碍物,帮助船舶安全航行。
3. 水下探测声呐系统在水下探测中广泛应用于潜水器、遥控机器人等设备中。
通过声呐系统的探测,可以获取目标的位置和形态信息,帮助科学家和工程师进行海洋研究和工程建设。
三、性能评估声呐系统的性能评估主要包括信噪比、分辨率、探测深度和工作频率等指标。
1. 信噪比声呐系统的信噪比是评估系统接收能力的重要指标。
信噪比越高,系统接收到的回波信号越清晰,可以提高目标探测的准确性。
2. 分辨率声呐系统的分辨率是指系统能够区分两个目标之间的最小距离。
分辨率越高,系统可以更精确地确定目标的位置和形态。
3. 探测深度声呐系统的探测深度取决于声波的频率和功率。
较高的频率和功率可以提高声呐系统的探测深度,从而扩大系统的应用范围。
4. 工作频率声呐系统的工作频率选择取决于具体的应用场景。
低频声呐适用于长距离探测和深海勘测,而高频声呐则适用于近距离探测和高分辨率需求。
2024年声呐市场发展现状
2024年声呐市场发展现状简介声呐技术是一种利用声波进行探测和测量的技术。
它在军事、海洋测绘、水下探测等领域具有广泛的应用。
本文将重点介绍声呐市场的发展现状,包括市场规模、应用领域、技术进展等方面的内容。
市场规模声呐市场在过去几年呈现出稳定增长的趋势。
根据市场研究机构的数据显示,2019年声呐市场的总收入达到了XX亿美元,并且预计未来几年将保持每年X%的增长率。
主要驱动声呐市场增长的因素包括国防和军事行业的需求、海洋石油勘探和水下测量等领域的增长以及技术的不断改进等。
应用领域声呐技术在军事领域具有重要的应用。
它可以用于水下目标的探测、定位和跟踪,为军事行动提供重要的情报支持。
此外,声呐技术还广泛用于海洋测绘和水下资源勘探。
通过声波的传播和回波分析,可以获取海底地形、水深、海洋生物分布等信息,对海洋资源进行评估和开发。
此外,声呐技术还应用于水下通信、海洋环境监测和水下工程等领域。
技术进展声呐技术在过去几十年中取得了显著的进展。
其中,传感器技术的创新是推动声呐技术发展的关键因素之一。
随着微电子技术的发展,传感器的体积不断缩小,灵敏度和分辨率得到了提高。
此外,数字信号处理技术的应用也为声呐系统的性能提升提供了支持。
数字信号处理技术可以对声波信号进行复杂的算法处理,提取出目标的特征信息,并实现自动目标识别和跟踪。
此外,声呐系统在硬件和软件方面的集成化发展也是技术进展的一个重要方向。
市场竞争格局声呐市场具有一定的竞争格局。
目前,市场上存在多家声呐技术供应商和制造商。
这些供应商通过不断创新和技术升级来提高产品的性能和竞争力。
此外,一些大型科技公司也正在进入声呐市场,推动市场竞争进一步加剧。
市场竞争主要体现在产品性能、价格、售后服务等方面。
为了在市场竞争中占据优势,供应商还需要加强与用户的合作,了解用户需求,并提供个性化的解决方案。
发展趋势声呐技术在未来有很大的发展潜力。
首先,随着技术的成熟和应用范围的扩大,声呐技术的市场规模有望进一步增长。
各国声呐的发展历程
各国声呐的发展历程
声呐技术在各国的发展历程中起到了重要的作用。
下面将简要介绍一些国家在声呐技术发展方面的进展。
美国是声呐技术的先驱之一。
二战期间,美国海军开始研发并广泛使用声呐来侦测敌人的潜艇。
在战后,美国进行了大规模的声呐技术研究和开发,取得了显著进展。
他们发明了许多新型声呐系统,提高了声呐的探测能力和分辨率。
美国还积极推动声呐技术的民用应用,例如在海洋勘测、鱼类资源调查和海底地质研究方面。
苏联在声呐技术方面也取得了重要进展。
二战后,苏联开始大力发展声呐技术以应对潜在的军事威胁。
他们在声呐器件和信号处理方面进行了深入研究,并成功应用于潜艇侦测、水下通信和海洋勘测等领域。
苏联还制造了大量声呐设备,提高了声呐系统的性能和可靠性。
日本的声呐技术发展主要受益于二战后美国的技术支援。
日本在声呐技术研究方面迅速赶上了世界先进水平,并在声呐制造和应用方面取得了卓越的成就。
他们在海洋资源勘测和渔业调查中广泛使用声呐技术,提高了海洋资源的开发和管理效率。
其他国家如英国、法国和德国等也在声呐技术方面进行了不同程度的研究和应用。
这些国家积极参与了国际声呐技术合作,并在声呐器件设计、信号处理算法和声呐系统性能等方面做出了一定的贡献。
总体而言,各国在声呐技术的发展历程中都取得了重要进展。
他们通过持续的研究和创新,改善了声呐系统的性能和功能,促进了声呐技术在军事和民用领域的广泛应用。
未来,声呐技术的发展将继续为海洋勘测、海洋资源管理和海上交通安全等领域提供重要的技术支持。
声纳
声纳技术的原理及其应用和发展前景摘要:占地球约71%的海洋资源丰富,而且当今社会资源匮乏,海洋无疑是一个巨大的宝库。
人类的海洋活动具有久远的历史。
但是,由于它自然环境的特殊性,即使发展至今,人类的海洋活动十分困难。
所以说,由于对海洋探测的迫切需求,声纳技术发展十分迅猛,而且具有很大的发展前景。
本文主要介绍了声纳技术的原理,在当今社会中的应用,存在的一些问题以及未来的发展方向。
关键词:声纳技术海洋探测军事应用发展前景1.声纳的工作原理声纳是通过发射声波然后接收声波或者直接接收舰船或其它物体发出的声波并对其进行分析,进而可以推测出地貌特点、资源分布或进行目标的探测和定位,还可以完成通讯任务的装置。
其工作原理是回声探测法。
根据工作方式的不同可以分为主动声纳和被动声纳。
根据工作地点以及装备的不同还可以分为水面舰艇声纳、潜艇声纳、航空声纳和海岸声纳等。
声纳是水声学中最主要的设备,应用十分广泛。
其中,图像声纳可以获得清晰的图像,使海洋探测更加直观。
为什么选择声波作为海洋探测的研究对象呢?是因为其它的探测手段在海水中可以发挥作用的距离很短,衰减太强。
例如蓝绿激光在海水中的衰减可达123db/km,100HZ超长电磁波的衰减仍可达到345db/km。
而且,电磁波的波长越短,损失的越快,所以电磁波在海水中是不可用的。
但是,100HZ的声波在海洋中的衰减只有0.0015db/km。
相对而言,声波在水中可传播的距离最远。
所以说,声波才是最适合在海洋中传递信息的载体。
声纳技术发展至今已有百年历史,它在第一次世界大战的时候就被应用到战场上,主要在水中用于侦察地方的舰艇,也就是所谓的“水听器”。
时至今日,作战手段的多样化、作战技术的高端化也在迫使着声纳技术的不断发展。
目前的声呐在军事上的应用已经不只局限于“听”的方面,还可以“说”了,也就是水下通信。
2.声纳探测的影响因素有很多因素影响着声纳的工作,就目前情况来看,影响最大的因素还是来自于外界环境。
主动声纳发展现状分析
主动声纳发展现状分析主动声纳是一种利用发送和接收声波的技术,通过分析声波反射和散射的特性来探测、跟踪和识别目标物体的位置和运动状态。
它广泛应用于军事、海洋、通信、自动驾驶等领域,具有广阔的应用前景。
以下是对主动声纳发展现状的分析。
主动声纳的发展经历了几个阶段。
早期的主动声纳系统主要采用简单的单频脉冲信号,用于探测和跟踪目标。
随着电子技术和计算机技术的进步,主动声纳系统开始使用复杂的多频信号和广义选择性接收技术,提高了目标探测和识别的能力。
此外,自适应信号处理和目标分类算法的引入,使主动声纳能够适应不同环境和目标的需求,提高了系统的鲁棒性和准确性。
在军事领域,主动声纳广泛应用于潜艇和水面舰艇的目标探测和追踪。
通过主动声纳系统,潜艇可以在水下寻找和追踪敌方舰艇,并采取相应的行动。
随着技术的发展,主动声纳系统的探测距离和准确性不断提高,为军事行动的成功提供了重要支持。
在海洋领域,主动声纳被广泛应用于海洋资源勘探和海洋环境监测。
主动声纳可以通过声纳波束扫描技术精确测量海洋地壳的结构和形态,为海底地质研究提供重要数据。
同时,通过声纳回声的反射和散射分析,可以对海洋生物的分布和行为进行监测和研究。
在通信领域,主动声纳技术也得到了广泛应用。
主动声纳可以用于声纳通信系统,通过声波传递信息。
这种通信方式可以在水下和水面环境中实现远距离通信,并且不容易被敌方干扰。
主动声纳通信系统在海洋勘探、水声网络和军事通信等领域有着重要的应用价值。
自动驾驶技术是近年来的热门发展领域,其中主动声纳也发挥了重要作用。
主动声纳可以用于汽车或无人驾驶系统的障碍物检测和跟踪。
通过发送和接收声波信号,系统可以实时感知周围环境,识别障碍物并采取相应的行动,从而提高行车安全性。
总的来说,主动声纳在军事、海洋、通信和自动驾驶等领域起着重要的作用。
随着技术的不断进步,主动声纳系统的探测距离、准确性和鲁棒性得到不断提高,为各个领域的应用提供了更多可能性。
声呐探测分辨率单位
声呐探测分辨率单位声呐探测分辨率是指声呐系统在接收到回波信号后,能够分辨出两个相邻目标的最小距离差。
声呐探测分辨率的单位是米(m),它是衡量声呐系统分辨能力的重要指标之一。
声呐系统通过发射声波,并接收回波信号来探测和定位目标。
在声呐系统中,声波的频率、脉冲宽度和脉冲重复频率等参数都会影响声呐的探测分辨率。
较高的频率、较窄的脉冲宽度和较高的脉冲重复频率通常会提高声呐系统的探测分辨率。
在实际应用中,声呐探测分辨率的要求取决于所需探测的目标大小和环境条件。
例如,在海洋中,声呐系统通常用于探测和定位潜艇、鱼群等目标,这些目标的尺寸较小,所以需要较高的探测分辨率。
而在测量海底地形时,探测分辨率要求相对较低,因为海底地形的变化较为缓慢。
提高声呐系统的探测分辨率可以采取多种方法。
首先,可以增加声波的频率。
频率越高,波长越短,能够更精确地定位目标。
其次,可以减小脉冲宽度。
脉冲宽度越窄,能够更准确地分辨出两个相邻目标。
此外,还可以增加脉冲重复频率。
脉冲重复频率越高,系统对目标的探测次数越多,从而提高分辨率。
然而,提高声呐系统的探测分辨率并非没有限制。
频率越高,声波传播的衰减越快,因此在长距离探测中会受到限制。
此外,增加脉冲重复频率会增加系统的功耗和复杂性,也会带来一定的成本压力。
除了上述的参数调节外,还可以通过信号处理算法来提高声呐系统的探测分辨率。
例如,可以采用多普勒处理技术,通过分析目标回波信号的频率变化来提高分辨率。
此外,还可以利用声呐阵列技术,通过多个接收器的协同工作来提高声呐系统的分辨能力。
声呐探测分辨率是衡量声呐系统分辨能力的重要指标,单位为米。
声呐系统可以通过调节声波的频率、脉冲宽度和脉冲重复频率等参数来提高探测分辨率。
此外,信号处理算法和声呐阵列技术也可以用于提高系统的分辨能力。
在实际应用中,根据目标大小和环境条件的不同,需要合理选择声呐系统的探测分辨率要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电子技术• Electronic Technology94 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering【关键词】声纳原理 发展趋势 识别系统水声学是一门声学分支学科,主要研究的是水下声波的产生、辐射、传播、接收和量度,掌握水声学就可以解决与水下目标探测及信息传输有关的各种问题。
由于海洋水环境的独特性质光波以及无线电波的传播在其中的衰减都极其严重,无法在海水中进行远距离有效的传播,更无法满足对水下环境及目标的检测、水下通讯等方面的应用。
在已发现的传输介质中,唯一一种能够在海水中作远距离传输的能量形式就是声波。
声纳是通过声波信号来对水下目标进行探测、定位的常见设备,其原理是模仿视力极声纳识别系统性能提升途径文/孙鹏程低的蝙蝠通过声波实现视觉功能的特性。
在水下资源勘查,水下通信、海洋军事领域中起着决定性作用。
声纳的军事战略地位已被拥有海洋资源的各海洋国家广泛重视。
1 声纳技术的分类及现状声纳从工作原理来分可分为主动声纳和被动声纳两类。
主动声纳又称回声声纳,原理框图如图1所示。
主动声纳的工作方式为发射机发射出特定频率的声波信号,触及到目标物后接收反射波中的信息来测算出目标的各项参数,包括方位、距离、速度等。
具体来讲,距离可以通过折返的声波信号与发射出的声波信号之间的时间差计算出来,目标的方位可以通过测算回声弧形波线,再制出其法向量方向就是目标的方向,而目标的径向速度可根据多普勒效应测算回波信号与发射信号之间的频率之差得知。
同理,目标的其他性质可通过比对回波信号与发射信号的变化规律来推测。
主动声纳主要用于水下勘测,例如暗礁、冰山、沉船等静止且无声的目标,其优势也在于此,能够较精确的测量方位以及距离等参数,缺点是主动声纳工作时需发射声波信号采集回声,更易被地方侦查,且探测距离有限。
被动声纳的工作原理(如图2)是通过接受目标自身发出的声波信号来探测目标,因此也被称为噪声声纳,这一功能是通过接收换能器基阵来实现的。
被动声纳主要用来搜索、检测来自目标的声信号和噪音优点是拥有良好的隐蔽性,更远的侦察距离以及更强的识别能力。
缺点是由于其需要目标物自身产生“噪声”,所以对静止无声的目标无法探测,仅仅可以发现目标但无法测出目标距离。
其次,被动声纳只接收目标自身产生的信号,声纳本身并不发射信号,因而没有其他反射噪声造成的干扰。
实际应用中多数声纳都采用主动被动两种方式结合使用,充分发挥出两种声纳的优点扬长避短。
在一般勘察使用时,为了在探测的同时不使自身信息被敌方率先侦查到,工作在房内火灾隐患。
最终实现对机房环境、机房安全、机房配套设备和重要供电回路的各种监视功能。
3.2 安防系统根据安全管理需要,设置视频监控系统。
本次系统前端采用数字摄像机,存储采用数字硬盘录像机。
室外设两台快球摄像机,监控整个台站的外环境及围界情况,室内设一台半球型摄像机,该摄像机的主要作用就是进行安全防范监控。
并且安防系统还能够对摄像机图像进行实时监视以及对图像的数字化存储功能,具备网络远程多路实时监视的功能。
还能够对录像资料进行远程网络的查询和回放,对于录像资料还提供了远程下载、备份的服务,满足了用户对监控图像的随时调取需要。
数字摄像机采用720P 像素,硬盘录像机对所有本地视频进行7×24小时的存储,存储天数为90天。
3.3 消防报警系统场监机房内设置火灾报警系统,通过使用智能型总线制火灾自动报警系统对常场监机房全面保护。
感烟探测器和感温探测器的设置,能够对温度和烟雾信息进行准确的监控;此外,还需要设置紧急启停按钮、放气指示灯、声光报警器。
系统对各种火灾报警信号能够及时的进行接收,然后发出报警信号,信号发送至环境监控采集设备,最后上传至上级监控中心。
气体灭火控制盘分为手动和自动两种,当控制盘处于手动状态,只发出报警信号,不输出动作信号,但是一旦值班人员对确认火警的发生后,对应急启动按钮进行控制,就可以使系统喷放气体灭火剂启动。
4 系统供电及接地1号场监雷达站由2#消防站引双路低压电源,互投后供工艺使用。
2号场监雷达站由3#消防站引双路低压电源,互投后供工艺使用。
3号场监雷达站由1#消防站引双路低压电源,互投后供工艺使用。
1号、2号、3号场监雷达站均与甚高频遥控台合建,台站内为场监和甚高频设备配备UPS 设备,均冗余配置,后备时间按半小时考虑。
在机房配电箱内安装防浪涌保护器。
雷达塔平台上架设4根玻璃钢避雷针。
方舱内设备通过16mm²专用接地铜线与50mm 2接地母线相连。
接地电阻要求不大于4欧姆。
建筑接地网及避雷设计由电气专业考虑。
5 通信通信采用光缆传输,光纤从机房预埋至手孔井,沿通信管道敷设至合建的甚高频机房传输设备,最终传输到东塔附属业务楼。
传输设备由通信工程设计。
参考文献[1]卿烈华.场面监视雷达系统在民用机场的应用[J].数字技术与应用,2018,36(05):100+102.[2]徐艳.场面监视雷达系统的设计与优化分析[J].信息与电脑(理论版),2017(14):169-171.[3]周雷.场监雷达天线座关键技术研究[J].电子机械工程,2017,33(5):17-21.作者简介孙璐(1988-),女,河南省信阳市人。
硕士研究生,中级工程师,通信导航专业。
作者单位中国民航机场建设集团公司规划设计总院 北京市 100101<<上接93页Electronic Technology •电子技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 95被动声纳方式下。
当发现目标并分析出了目标的大概方位,声纳的工作方式改为主动声纳模式来获得目标进一步的精确信息。
这种工作方式灵活的适应战场勘察的需要,在获取信息的过程中又能保证不提早暴露自身。
声纳技术的发展已有一百多年的历史,声纳目标自动识别技术也取得了极其重大的进展。
但同时,也应该充分认识到,声纳目标由于种类多样环境复杂,识别本身具有十分复杂的特性,当前取得的成就还只是比较基础的。
目标识别技术的发展需要理论结合实际的试验,但由于海洋环境的复杂性一些处理结果是在样本的种类和数量不足的前提下得出的,具有片面性,新型目标日新月异样本尤为缺乏。
这样的前提下导致一些分类方法即使样本增加的同时性能也无法提升。
另一方面世界各国在军事中也大面积采用了船舰减噪的技术,也出现了类似安静型的水下目标。
研究低信噪比条件下怎样提高目标识别技术的性能就变的非常重要;对于声纳的探测能力、识别能力的要求将变得愈来愈高,对于目标识别技术的准确程度要求也是极高的。
但是,当前的声纳目标自动识别系统还只能作为声纳决策的辅助系统来使用,这些问题的解决将变得永无止境,探测与反探测的竞赛将一直进行下去,促进目标识别技术不断提高不断发展。
未来的声纳目标识别技术可预见的将会在现有的方法理论基础上进一步拓展,结合多学科,多方向,多领域进行延伸。
只有将分类技术当做重点来研究才有可能将分类系统的学习、识别能力提高,进而提高系统的可靠性和准确率。
分几点来讲,一方面要提高声纳装备各部分技术的性能吸收新理论、新成果精简技术精要,丰富适应性,提高识别度;另一方面将各分技术进行整合研究,将各部分组合为一个有机整体,充分挖掘各部分结构间的工作潜力。
2 声纳目标识别技术的发展方向2.1 模块化提高可靠性将系统模块化可以通过将整体细分来缩短研制的周期同时也减少了研究经费、更使设备拥有了良好的互换性和扩展性。
现有的声纳装备以及未来声纳装备的设计中,采用大量的标准化的模块式结构将成为势不可挡的趋势。
而评估声纳装备性能的重要因素可靠性以及在使用过程中故障的可维修性是相得益彰的。
随着声纳装备制作工艺的进一步提高,各模块的合理配置,模块化后的识别系统将具有更高的可靠性和模块替换性,进一步增加单次使用寿命,缩短维修时间。
2.2 系统化、综合化发挥优势在军事应用中,军舰与潜艇基本都由数个声纳配合工作组成声纳系统。
对多组声纳装备进行统一的操控、管制、再将所有设备采集到的集中处理、显示是当今声纳发展的主要方向。
在现代化海战中,发挥出声纳系统的整体优势,多信号、多方式、多途径、所有传感器探头、终端以及各种辅助手段协调配合综合协作,已经可以构成具有探测、跟踪、侦察、导航等多功能全方位的作战系统。
声纳装备的性能将会继续朝着系统化、综合化和自适应化的方向逐步发展。
2.3 新材料水听器传统的声纳基阵水听器采用压电陶瓷作为主要材料,每次新型材料高性能的材料出现势必会大幅度提升声纳的工作性能,目前较为新型的材料是压电聚合物及光纤。
压电聚合物又称有机压电材料,其材质柔韧密度和阻抗低的优良特性,使其在水声测量中获得广泛应用。
光纤材料充当水听器的试验研究有着较完备的研究,技术逐步成熟,已在水下固定式水听器和拖曳线列阵声纳的水听器上有广泛的应用。
2.4 识别控制智能化计算机技术的飞速发展芯片技术的突飞猛进,人工智能的研究已经成为最前沿,最先进的科技发展方向。
声纳的相关研究也得了很多突破性进展。
用计算机模拟声纳工作的全流程,不断优化其各项功能和流程,使其性能得到大幅度提高。
尤其是如今各先进海军国家配备的声纳设备中,计算机控制的数字化声纳被广泛应用。
取得了令世人瞩目的进展的神经网络研究,将计算机技术和信号处理相结合,使得声纳智能化存在在不久的将来即迎来突破性进展的可能,届时多声纳系统不仅将实现智能化信息处理、决策、资源分配,诸如样本信息收集存贮等现阶段存在局限性的功能研究将可能实现自动化智能化,声纳目标识别由于智能系统的不断自我学习自我进化,性能也将有翻天覆地的提升。
3 总结世界各强海上军事国家为提高声纳技术和装备性能都投入了大量的人力、财力和物力,更突显了声纳在海军装备技术中的战略高度和重要地位。
现代声纳技术不断吸取各学科、各种理论、各领域的最新研究及最新成果,才能更精确的掌握海洋声学环境的物理特征,将已有声纳系统知识和基础进一步的提高。
声纳识别系统性能的提升才会指日可待。
参考文献[1]戴亮.声纳技术的现状与发展[J].科技经济场,2007.[2]崔峰.现代声纳技术[J].国防技术基础,2005,(02).[3]朱成海,蔡云祥.潜艇规避被动非定向声纳浮标搜索方法研究[J].声学与电子工程,2009(1):31-33.[4]刘伯胜,雷家煜.水声学原理[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2006.[5]于源,鄢社锋,侯朝焕.混响背景下主动探测声纳性能预报[J].鱼雷技术,2011,19(3):192-194.作者简介孙鹏程(1991-),男,江苏省南通市人。
上海船舶电子设备研究所工作。