基于漂浮式随机阵列的水下目标定位技术研究

发布时间：2025-01-15 17:47

　　近年来,随着潜艇降噪技术的飞速发展,潜艇辐射的噪声级在以每年0.5—1dB的速度降低,从而使其被探测到的距离在以0.5—2km的速度逐年递减。目前国内外普遍采用拖曳式或吊放式声呐阵列来对其定位,而为了对降噪潜艇进行有效探测,需要不断延长阵列长度,导致搭载声呐阵列的舰艇、飞机等平台的机动性降低,巡检范围逐渐缩小,无法在宽广海域进行大范围搜寻。因此如何有效探测水下潜在的目标成为水声领域研究和关注的重点。针对上述问题,本文在分析研究国内外水下目标定位相关技术的基础上,提出了一种基于随机漂浮式阵列的水下目标定位技术。通过在广阔的水域中随机部署大量漂浮式无线节点,在实时获取各节点相对位置和目标信息的前提下,利用波束形成实现目标定位。论文主要工作与创新点如下:1.设计了基于随机漂浮式阵列定位系统的总体方案,介绍了系统的工作原理,初步研制了漂浮式节点测试样机,节点样机基本包含了测试所需的各个功能,具有构造简单、易于布设、扩展性强的特点。2.针对实际中由于监测水域面积大、节点数量多,节点间因远程通信中断所造成的随机阵列实时定位难的问题,提出了一种同构节点自适应分簇与混沌扩频通信相结合的阵列节点实时定位技...

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图2.1随机漂浮式阵列目标定位系统示意图

分成若干个规模相当的簇群。在完成各簇群内节点定位的前提下，各簇群依托簇首通信，从而实现整个监测水域中随机阵列的定位。同时随机漂浮式阵列中的节点均为同构节点：所有节点结构相同、功能相同，相同的任务，而且不会因为某一节点损坏，而影响整套系统的性能。相比于异构采用同构节点能将整套系统的....

图2.2定位系统工作流程图

采集的簇首水声混沌信号通过各节点的水面无线通信模块回传时差定位法，解算出簇内各节点距离自己的相对位置信息d定位。在完成各簇群的定位后，各簇群依托簇首实现簇群间的监测区域中所有节点的定位。其中，以某一簇首为基准，解算自己的绝对位置d',进而为最终利用波束形成技术实现远：....

图 2.3 漂浮式测试节点结构示意图

2.2.3测试节点设计作为随机阵列中的基本单元，节点是实现水下目标定位的关键，论文初步设计了漂浮式测试节点，节点内部构造均相同,如下图2.3所示：具体包括电池、电源管理模块、时统模块、节点内部相关的硬件电路以及水声换能器组成。图2.3漂浮式测试节点结构示意图漂浮式测试节....

图2.4（a）漂浮式测试节点图2.4（b）内部结构图

16图2.4（a）漂浮式测试节点图2.4（b）内部结构图

本文编号：4027645