基于舰载主动声纳的水下目标距离精确测量方法
发布时间：2021-12-31 22:10
针对舰载主动声纳对近程水中目标的测距特性,研究舰艇航行情况下主动声纳对水中目标的距离测量原理,提出基于舰载主动声纳的目标距离精确计算模型,并在对目标距离测量精度影响因素分析的基础上,提出了适合工程应用的改进计算模型。计算对比结果表明,该改进计算模型可有效提高舰载主动声纳对水中目标距离的测量精度。
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(08)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
基于主动声纳的目标距离精确测量原理示意图
蛩氐姆治黾扑憷纯矗?本舰航速测量误差是影响目标距离测量精度的主要因素，但处于可接受范围内；声纳对目标舷角和俯仰角的测量误差对测距精度造成的影响很小，因此，本文所提出的目标距离精确计算模型具有很好的工程应用价值。4不同计算模型的计算误差对比分析4.1传统模型相比精确计算模型的计算误差对比分析为对比分析传统模型相比精确计算模型的计算误差，首先设定本舰航速为24kn、目标相对声纳的深度为20m，由此计算出对应不同距离和不同目标舷角情况下，传统距离计算模型相比精确距离计算模型的计算误差，如图2所示。由图2可以看出，在目标舷角为0°和180°时，传统距离计算模型的距离和时间计算误差最大，在目标舷角为依90°时，传统距离计算模型的距离和时间计算误差最小；另外随着目标距离增大，二项误差也都随之增大。在目标舷角为30°、目标距离为400m时，传统模型的目标距离计算误差为5.5m，声波反射段传播时间计算误差为3.7ms。其次，设定目标相对声纳传感器的深度为20m，目标舷角为0°，由此计算出对应不同距离和不同舰艇航速情况下，传统距离计算模型相比精确距离计算模型的计算误差，如图3所示。由图3可以看出，随着本舰航速和目标距离的增大，传统距离计算模型相比精确距离计算模型的目标距离和声波反射段传播时间的计算误差都随之增大。在本舰航速为24kn、目标距离为500m时，传统模型的距离计算误差为8m，声波反射段传播时间计算误差为5.3ms。最后，设定本舰航速为24kn、目标舷角为0°，由此计算出对应不同距离和不同目标俯仰角情况下，传统距离计算模型相比精确距离计算模型的计算误差，如图4所示。由图4可以看出，在相同距离、本舰航速和目标舷角的条件下，目标俯仰角的变化影响相对较校在?
（总第45-）图3不同舰艇航速不同距离情况下传统模型相比精确计算模型的计算误差对比图通过上述计算分析可以看出，传统计算模型相比精确距离计算模型，在目标处于舰艇艏艉方向附近和舰艇航行的情况下，具有较大的原理计算误差。在本舰航速为24kn、目标舷角为0°、目标距离为500m时，传统模型的距离计算误差达到8m，因此，改进后的精确距离计算模型可显著提高距离测量精度。4.2工程简化模型相比精确计算模型的计算误差对比分析为进一步分析对比工程简化计算模型相比精确距离计算模型的计算误差，也首先设定本舰航速为24kn、目标相对声纳的深度为20m，由此计算出对应不同距离和不同目标舷角情况下，工程简化计算模型相比精确距离计算模型的计算误差，如图5所示。图5不同目标舷角不同距离情况下工程简化模型相比精确计算模型的计算误差对比图由图5可以看出，工程简化计算模型相比精确距离计算模型的计算误差很小，在目标距离500m范围内工程简化模型的目标距离计算误差不超过0.13m，声波反射段传播时间计算误差不超过0.14ms。其次，设定目标相对声纳传感器的深度为20m，目标舷角为0°，由此计算出对应不同距离和不同本舰航速情况下，工程简化计算模型相比精确距离计算模型的计算误差，如图6所示。由图6可以看出，虽然随着本舰航速和目标距离的增大，计算误差单调增大，但是，在目标距离500m范围内，工程简化计算模型相比精确距离计算模型的目标距离计算误差不超过0.2m，声波反射段传播时间计算误差不超过0.13ms。通过上述计算分析可以看出，工程简化计算模型相比精确距离计算模型的计算误差较小，与声纳的距离测量误差相差一个数量级，因此，工程简化图4不同目标俯仰角不同距离情况下传统模型相比精确计算模型的计算误
【参考文献】：
期刊论文
[1]超空泡射弹反鱼雷武器系统射击效能分析[J]. 王海川,洪浩,邱三凤. 火力与指挥控制. 2019(04)
[2]舰载超空泡射弹反鱼雷武器系统发展构想[J]. 洪浩. 火力与指挥控制. 2019(03)
[3]国外水面舰艇鱼雷防御系统发展现状及趋势[J]. 肖昌美,李恒,彭佩. 鱼雷技术. 2014(02)
[4]一种基于横摇稳定的多波束测深方法[J]. 陈若婷,刘晓东,刘治宇,刘小刚,董飞. 声学技术. 2013(05)
[5]国外鱼雷防御问题评述(三) 鱼雷防御系统中软杀伤器材的现状及其发展趋势[J]. 陈敬军. 声学技术. 2013(04)
本文编号：3561077
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(08)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
基于主动声纳的目标距离精确测量原理示意图
蛩氐姆治黾扑憷纯矗?本舰航速测量误差是影响目标距离测量精度的主要因素，但处于可接受范围内；声纳对目标舷角和俯仰角的测量误差对测距精度造成的影响很小，因此，本文所提出的目标距离精确计算模型具有很好的工程应用价值。4不同计算模型的计算误差对比分析4.1传统模型相比精确计算模型的计算误差对比分析为对比分析传统模型相比精确计算模型的计算误差，首先设定本舰航速为24kn、目标相对声纳的深度为20m，由此计算出对应不同距离和不同目标舷角情况下，传统距离计算模型相比精确距离计算模型的计算误差，如图2所示。由图2可以看出，在目标舷角为0°和180°时，传统距离计算模型的距离和时间计算误差最大，在目标舷角为依90°时，传统距离计算模型的距离和时间计算误差最小；另外随着目标距离增大，二项误差也都随之增大。在目标舷角为30°、目标距离为400m时，传统模型的目标距离计算误差为5.5m，声波反射段传播时间计算误差为3.7ms。其次，设定目标相对声纳传感器的深度为20m，目标舷角为0°，由此计算出对应不同距离和不同舰艇航速情况下，传统距离计算模型相比精确距离计算模型的计算误差，如图3所示。由图3可以看出，随着本舰航速和目标距离的增大，传统距离计算模型相比精确距离计算模型的目标距离和声波反射段传播时间的计算误差都随之增大。在本舰航速为24kn、目标距离为500m时，传统模型的距离计算误差为8m，声波反射段传播时间计算误差为5.3ms。最后，设定本舰航速为24kn、目标舷角为0°，由此计算出对应不同距离和不同目标俯仰角情况下，传统距离计算模型相比精确距离计算模型的计算误差，如图4所示。由图4可以看出，在相同距离、本舰航速和目标舷角的条件下，目标俯仰角的变化影响相对较校在?
（总第45-）图3不同舰艇航速不同距离情况下传统模型相比精确计算模型的计算误差对比图通过上述计算分析可以看出，传统计算模型相比精确距离计算模型，在目标处于舰艇艏艉方向附近和舰艇航行的情况下，具有较大的原理计算误差。在本舰航速为24kn、目标舷角为0°、目标距离为500m时，传统模型的距离计算误差达到8m，因此，改进后的精确距离计算模型可显著提高距离测量精度。4.2工程简化模型相比精确计算模型的计算误差对比分析为进一步分析对比工程简化计算模型相比精确距离计算模型的计算误差，也首先设定本舰航速为24kn、目标相对声纳的深度为20m，由此计算出对应不同距离和不同目标舷角情况下，工程简化计算模型相比精确距离计算模型的计算误差，如图5所示。图5不同目标舷角不同距离情况下工程简化模型相比精确计算模型的计算误差对比图由图5可以看出，工程简化计算模型相比精确距离计算模型的计算误差很小，在目标距离500m范围内工程简化模型的目标距离计算误差不超过0.13m，声波反射段传播时间计算误差不超过0.14ms。其次，设定目标相对声纳传感器的深度为20m，目标舷角为0°，由此计算出对应不同距离和不同本舰航速情况下，工程简化计算模型相比精确距离计算模型的计算误差，如图6所示。由图6可以看出，虽然随着本舰航速和目标距离的增大，计算误差单调增大，但是，在目标距离500m范围内，工程简化计算模型相比精确距离计算模型的目标距离计算误差不超过0.2m，声波反射段传播时间计算误差不超过0.13ms。通过上述计算分析可以看出，工程简化计算模型相比精确距离计算模型的计算误差较小，与声纳的距离测量误差相差一个数量级，因此，工程简化图4不同目标俯仰角不同距离情况下传统模型相比精确计算模型的计算误
【参考文献】：
期刊论文
[1]超空泡射弹反鱼雷武器系统射击效能分析[J]. 王海川,洪浩,邱三凤. 火力与指挥控制. 2019(04)
[2]舰载超空泡射弹反鱼雷武器系统发展构想[J]. 洪浩. 火力与指挥控制. 2019(03)
[3]国外水面舰艇鱼雷防御系统发展现状及趋势[J]. 肖昌美,李恒,彭佩. 鱼雷技术. 2014(02)
[4]一种基于横摇稳定的多波束测深方法[J]. 陈若婷,刘晓东,刘治宇,刘小刚,董飞. 声学技术. 2013(05)
[5]国外鱼雷防御问题评述(三) 鱼雷防御系统中软杀伤器材的现状及其发展趋势[J]. 陈敬军. 声学技术. 2013(04)
本文编号：3561077
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