基于知识库匹配的声纳探测距离预报研究

发布时间：2020-05-16 00:46

【摘要】：声纳利用声波在海水中的传播特性来对水下目标进行探测、识别,是水下装备的“耳目”。声纳作用距离是衡量声纳设备性能的一个重要指标,因此研究声纳作用距离预报具有重要的价值和意义。传统声纳作用距离预报方法通常针对均匀水文和典型海底底质的地声参数进行仿真,但是海洋环境的不确定性以及海底参数的小尺度变化会导致传播损失的计算误差从而带来作用距离预报的误差。为了解决由于海洋的不确定性以及其他环境因素导致被动探测声纳作用距离预报不准确的问题,本文提出一种利用历史试验数据辅助计算相似水文传播损失的方法。首先,通过对海底地声参数以及海面起伏等客观环境因素进行仿真分析来获取对传播损失影响较大的特征参量,并以此为依据构建知识库。该知识库包含历次试验的声速剖面、海底地声参数、试验时间地点、声纳工作深度、声纳作用距离等数据,同时还包含代表声速剖面形状的特征点、字母编码及传播损失修正值等信息。然后,对输入水文进行预处理获得代表声速剖面形状的字母编码、声速剖面特征点以及代表每段水文变化对传播损失影响程度的分段影响因子。在知识库中遍历找到和输入水文字母编码类似的水文,再通过分段影响因子定量计算输入水文和库中粗略匹配水文的匹配度。最后,利用匹配度高的知识库中水文来辅助计算输入水文的传播损失,并设计了基于Reworks的嵌入式应用软件。如果知识库中存在匹配度高于阈值的水文,则使用库中匹配水文的修正值辅助计算输入水文的传播损失;如果库中不存在匹配度高于阈值的水文,则采用常规方法计算输入水文的传播损失,最后把传播损失代入声纳方程估计声纳作用距离。同时在Reworks平台上开发了相关算法的程序。针对argo实时资料中心提供的数据及实测数据的仿真研究表明,本文提出的基于知识库匹配的声纳作用距离预报方法获得了比常规方法更佳的性能。
【图文】：

有海浪和无海浪传播损失对比

第 2 章 水文环境因素对声纳作用距离的影响分 1530 1540 1550 1560Sound Speed (m/s)面声道声速剖面 图 2.2 有海浪和和无海浪时传播损失的对比图如下所示。的传播损失，可以发现两者之间有细微的差
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U666.7;P733.2

【参考文献】

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本文编号：2665880