目标舰船尺度特性估计算法研究

发布时间：2017-10-01 22:24

  本文关键词：目标舰船尺度特性估计算法研究

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【摘要】：舰船辐射噪声是水雷引信系统探测、识别和解析舰船目标的最重要的物理场之一,水雷能否准确地识别打击目标以及成功对抗反水雷武器已成为评判现代智能水雷的重要技术指标。本文针对水雷引信被动声接收的工作模式,从信号处理的算法角度出发,将常规的点目标识别算法,通过引入和改进新的算法变为尺度目标识别,取得了积极的成果。本文围绕水雷打击舰船目标尺度估计算法进行了以下研究。一、对舰船辐射噪声特性进行了简要的研究分析。舰船三亮点简化模型是尺度估计算法的基础,利用舰船辅机、主机、螺旋桨等主要不同发声部位之间频率、能量的差异将舰船简化为三个亮区或者亮点,为进一步的目标尺度估计提供了一个简化的物理模型;二、将经验模态分解算法应用于舰船辐射噪声。对舰船辐射噪声进行了自适应分解,并以傅里叶变换为核心构造了加细谱算法,为筛选出舰船噪声的有用信息提供了数学支持;三、根据希尔伯特变换及其相应的解析信号、瞬时相位、瞬时幅度的相关算法,推导了基于舰船辐射噪声瞬时幅度和瞬时相位,得到了舰船辐射噪声在时域上的能量重排,进而可解算出舰船目标的尺度信息;四、建立了单亮点不包含目标尺度信息的数学仿真模型,并对仿真结果进行了比对分析,进而验证了所采用的经验模型分解算法的适用性及有效性。通过对比目标舰船的仿真信号、实测数据的尺度估计结果可以看出,本文所采用的尺度估计算法合理可行,既能解析具有较高信噪比舰船实航数据的尺度信息,也可直观地分析出不包含尺度信息的单亮点仿真信号,达到了论文预期的研究目标。基于经验模态分解算法的舰船辐射噪声尺度估计算法简单、运算快速、易于理解,经工程算法改进后,有望应用到后续的工程应用中。
【关键词】：舰船辐射噪声 经验模态分解算法 希尔伯特变换 瞬时相位 瞬时幅度
【学位授予单位】：中国舰船研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U674.70
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 引言9-10
• 1.2 目标尺度估计的国内外发展概况10-11
• 1.3 本论文主要研究内容11
• 1.4 本论文的主要结构11-13
• 第二章 舰船辐射噪声特性研究13-17
• 2.1 舰船辐射噪声13-15
• 2.1.1 舰船辐射噪声源13-14
• 2.1.2 舰船辐射噪声频谱结构14-15
• 2.2 舰船作为体积目标时的特性分析15-16
• 2.3 本章小结16-17
• 第三章 基于定位的尺度估计算法研究17-25
• 3.1 多重信号分类方法17-19
• 3.2 相干信号子空间法（CSM）算法原理19-22
• 3.3 旋转信号子空间(RSS)变换22
• 3.4 基于CSM的尺度估计仿真模拟22-24
• 3.4.1 仿真实验一（两个噪声点源）22-23
• 3.4.2 仿真实验二（三个噪声点源）23-24
• 3.5 本章小结24-25
• 第四章 经验模态分解算法对舰船辐射噪声建模25-41
• 4.1 傅里叶变换25-27
• 4.2 窗口傅里叶变换27-28
• 4.3 小波变换28-30
• 4.4 希尔伯特-黄变换30-34
• 4.4.1 内蕴模态函数31
• 4.4.2 EMD算法流程31-33
• 4.4.3 希尔伯特变换与解析函数、瞬时幅度、瞬时相位33-34
• 4.5 希尔伯特变换的计算34-38
• 4.5.1 样条函数35-36
• 4.5.2 利用样条函数计算希尔伯特变换36-38
• 4.6 傅立叶谱的精细计算38-39
• 4.7 舰船尺度计算39
• 4.8 时域能量图的包络算法39-40
• 4.9 本章小结40-41
• 第五章 EMD估计舰船尺度仿真分析41-49
• 5.1 仿真信号的尺度估计模拟41-42
• 5.2 某军辅船 12.18节实测信号尺度估计模拟42-43
• 5.3 某军辅船 14.74节实测信号尺度估计模拟43-45
• 5.4 某驱逐舰 23.85节实测信号尺度估计模拟45-47
• 5.5 某驱逐舰 13.62节实测信号尺度估计模拟47-48
• 5.6 点目标和体目标的识别48
• 5.7 本章小结48-49
• 第六章 总结与展望49-51
• 6.1 总结49
• 6.2 展望49-51
• 参考文献51-53
• 学术论文和科研成果目录53

【参考文献】

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1 向辉平;基于目标宽带噪声特征的定向技术研究[D];西北工业大学;2005年

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本文编号：956015