拖曳阵列流致噪声的混合高斯建模与抑制

1

作者 王冉 汪光哲 +5 位作者 张晨宇 郭奇欣 张永立 余亮 高源 陈诺 《声学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1030-1040,共11页

湍流边界层压力起伏导致拖曳阵列流噪声难以精确建模与抑制,为此分析了拖曳阵列流噪声的产生机理与统计特性。针对非高斯分布的拖曳阵列流噪声,发展了混合高斯模型建模方法,同时建立了多通道的拖曳阵列中声源信号的低秩模型,并对流噪声... 湍流边界层压力起伏导致拖曳阵列流噪声难以精确建模与抑制,为此分析了拖曳阵列流噪声的产生机理与统计特性。针对非高斯分布的拖曳阵列流噪声,发展了混合高斯模型建模方法,同时建立了多通道的拖曳阵列中声源信号的低秩模型,并对流噪声和声源信号模型中的参数通过期望最大算法进行求解,最终实现了水听器接收信号中的流噪声与声源信号成分分离。对实际湖试数据进行流噪声抑制与目标方位估计,结果表明,在不影响定位结果的前提下,最大旁瓣级抑制达到8~10 dB。 展开更多

关键词 拖曳阵列 流噪声 混合高斯模型 期望最大算法 声呐探测

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拖曳阵阵形估计的自适应Kalman滤波算法 被引量：6

2

作者 朱沛胜 黄勇 +1 位作者 张扬帆 张春华 《声学技术》 CSCD 北大核心 2007年第1期1-5,共5页

柔性拖曳阵在水下拖动时受拖船拖动及海流等的扰动,因此拖曳阵的阵形估计问题是个存在未知输入的系统状态估计问题。文中采用了一个自适应的KALMAN滤波算法来解决这一问题。自适应Kalman滤波器包括两部分:一部分是没有输入的Kalman滤波... 柔性拖曳阵在水下拖动时受拖船拖动及海流等的扰动,因此拖曳阵的阵形估计问题是个存在未知输入的系统状态估计问题。文中采用了一个自适应的KALMAN滤波算法来解决这一问题。自适应Kalman滤波器包括两部分:一部分是没有输入的Kalman滤波,另一部分是自适应加权的Kalman滤波用于估计快时变的余量偏差。在迭代的每一步,均利用M-估计器和Huber函数相结合构造作为更新偏差函数的遗忘因子。数值仿真与海试结果表明,该方法比传统的状态估计方法估计效果好。 展开更多

关键词 拖曳阵 阵形估计 自适应Kalman滤波 M-估计

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拖曳阵机动中阵形与空间谱融合估计研究 被引量：1

3

作者 薄连坤 熊瑾煜 《计算机仿真》 北大核心 2019年第3期294-297,311,共5页

柔性拖曳阵需要阵形已知才能保证探测处理增益。拖船机动将导致拖曳阵形畸变、波束形成性能下降,增益降低。针对该问题,研究提出基于航向与声学数据的阵形与空间谱融合估计方法。首先,基于阵列动态运动模型,在粒子滤波框架下,由阵列航... 柔性拖曳阵需要阵形已知才能保证探测处理增益。拖船机动将导致拖曳阵形畸变、波束形成性能下降,增益降低。针对该问题,研究提出基于航向与声学数据的阵形与空间谱融合估计方法。首先,基于阵列动态运动模型,在粒子滤波框架下,由阵列航向传感器实时测量值预测阵形参数。然后,由阵列接收声学数据似然函数计算粒子权值,并进行粒子重采样获得阵形估计结果。最后,利用融合滤波估计的阵形计算波束形成输出能量,获得时变空间谱。利用某次海试数据对所提方法进行处理验证,结果表明,相较于拖曳阵阵形估计常规方法,所提方法能够更加准确估计阵形,获得更清晰连续的目标方位轨迹估计结果,有效提高了拖曳阵转弯机动过程对弱目标的检测能力和左右舷分辨能力。 展开更多

关键词 拖曳阵 阵形估计 粒子滤波 空间谱

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扩展拖曳阵宽带频域逆波束形成技术研究

4

作者 王赞 黄勇 王朋 《应用声学》 CSCD 北大核心 2015年第2期142-147,共6页

为了提高扩展拖曳阵在低信噪比下对目标的探测性能,本文将基于扩展拖曳阵方法的被动合成孔径技术与宽带频域逆波束形成技术进行了结合,形成了一种新的被动合成孔径测向技术,有效地提高了扩展拖曳阵技术的探测性能,改善了传统基于被动合... 为了提高扩展拖曳阵在低信噪比下对目标的探测性能,本文将基于扩展拖曳阵方法的被动合成孔径技术与宽带频域逆波束形成技术进行了结合,形成了一种新的被动合成孔径测向技术,有效地提高了扩展拖曳阵技术的探测性能,改善了传统基于被动合成孔径测向技术在低信噪比下性能急剧下降的问题,在低信噪比下获得了更高的方位分辨率,同时对于多目标及弱目标检测能力也更为优异。计算机仿真和海试数据的处理都证明了这一算法的良好性能。 展开更多

关键词 被动合成孔径声纳 扩展拖曳阵方法 逆波束形成 弱目标检测

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舰船回转运动中拖曳阵阵形定位技术研究

5

作者 帅长庚 张世轲 +1 位作者 杨家轩 周思同 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期1127-1133,共7页

在拖曳阵的实际应用中,特别是拖曳阵的回转运动中,需要对阵列中水听器的位置进行准确的定位。本文提出基于特征值分解的阵形估计算法,利用拖曳阵中水听器接收到的信号,在参考声源方向未知的情况下,根据牛顿-高斯迭代计算得到阵列位置。... 在拖曳阵的实际应用中,特别是拖曳阵的回转运动中,需要对阵列中水听器的位置进行准确的定位。本文提出基于特征值分解的阵形估计算法,利用拖曳阵中水听器接收到的信号,在参考声源方向未知的情况下,根据牛顿-高斯迭代计算得到阵列位置。仿真分析和消声室实验的结果表明,本文提出的方法可以在阵形初始误差较大的情况下,有效地减小阵元的位置误差,得到准确的阵列形状。 展开更多

关键词 拖曳阵 特征值分解 DOA估计

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矢量拖曳阵水听器流噪声探讨 被引量：8

6

作者 邹锦芝 涂英 +1 位作者 陈丹平 蔡惠智 《声学技术》 CSCD 2009年第4期454-458,共5页

拖曳阵声纳的左右舷模糊是实际应用中需要解决的问题。采用矢量水听器可以较好地解决此问题。采用波数-频率谱方法讨论同振柱形矢量水听器的流噪声。根据圆柱套管外壁湍流边界层的特点和同振柱形矢量水听器的工作原理,导出矢量水听器的... 拖曳阵声纳的左右舷模糊是实际应用中需要解决的问题。采用矢量水听器可以较好地解决此问题。采用波数-频率谱方法讨论同振柱形矢量水听器的流噪声。根据圆柱套管外壁湍流边界层的特点和同振柱形矢量水听器的工作原理,导出矢量水听器的声压通道和振速通道的噪声功率谱。通过数值积分法估计了流噪声功率谱与护套尺寸、水听器尺寸和拖曳速度等参数的关系。针对同振柱形矢量水听器的特点,所得结果有实际参考价值。 展开更多

关键词 拖曳阵声纳 流噪声 二维同振柱形矢量水听器

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拖曳阵被动合成孔径目标深度稳健估计 被引量：1

7

作者 李天宇 李宇 +1 位作者 黄海宁 迟骋 《应用声学》 CSCD 北大核心 2020年第6期810-820,共11页

使用水下无人平台作为拖曳阵的载体,进行被动目标深度估计具有灵活性高和隐蔽性好的优点。针对实际应用中存在的平台自噪声干扰和阵列瞬时随机加速度扰动问题,提出了一种稳健的目标深度估计方法。该方法分为3个步骤,首先对阵元接收信号... 使用水下无人平台作为拖曳阵的载体,进行被动目标深度估计具有灵活性高和隐蔽性好的优点。针对实际应用中存在的平台自噪声干扰和阵列瞬时随机加速度扰动问题,提出了一种稳健的目标深度估计方法。该方法分为3个步骤,首先对阵元接收信号进行自适应噪声抵消和相位抖动滤波,然后对声压进行距离积分实现简正波模态估计,最后计算模态匹配度,最大值对应的深度为目标深度估计结果。仿真表明在干扰背景下该方法的目标深度估计稳健性优于传统方法,声源频率、合成孔径距离和信干比决定了目标深度估计误差。利用实验数据验证了该方法对水下低频线谱声源的深度估计能力。 展开更多

关键词 目标深度估计 水下无人平台 拖曳阵

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转弯畸变拖曳阵声呐鲁棒Capon波束形成方法 被引量：3

8

作者 薄连坤 张晓勇 熊瑾煜 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第10期2423-2429,共7页

针对柔性拖曳阵转弯机动过程,在积累时间内阵形变化导致自适应波束形成性能下降的问题,该文提出一种基于时变阵形聚焦和降维处理的低复杂度鲁棒波束形成方法。首先,基于阵列Water-Pulley模型估计时变阵形,以基准阵形为参考采用预成导向... 针对柔性拖曳阵转弯机动过程,在积累时间内阵形变化导致自适应波束形成性能下降的问题,该文提出一种基于时变阵形聚焦和降维处理的低复杂度鲁棒波束形成方法。首先,基于阵列Water-Pulley模型估计时变阵形,以基准阵形为参考采用预成导向方法对阵形进行聚焦,消除数据中阵形模型偏差;然后,以阵形聚焦后数据协方差矩阵的共轭梯度方向矢量构成降维矩阵,构造大孔径阵列降维鲁棒Capon波束形成器。仿真结果表明:所提方法能够提高转弯机动拖曳阵波束形成输出信号-干扰噪声比(SINR)。海试验证表明:该方法能够提高测向空间谱上目标输出信噪比,提高大孔径阵列机动状态下对弱目标检测能力,同时能区分目标左右舷。 展开更多

关键词 拖曳阵声呐 鲁棒Capon波束形成 阵形估计 KRYLOV子空间

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美国潜艇拖曳阵声呐技术特点及发展趋势 被引量：5

9

作者 董波 张郑海 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第9期150-153,共4页

根据现有公开技术资料,对美国潜艇拖曳阵声呐的发展情况、技术特点进行阐述,并预测了拖曳阵声呐的发展趋势。

关键词 潜艇 拖曳阵 声呐

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拖曳阵声纳?

10

作者 朱显明 《国外舰船工程》 1991年第5期39-43,共5页

关键词 船舶 拖曳阵 舰艇 声纳

全文增补中

用于拖曳阵的多连杆稳定翼锁紧装置设计

11

作者 孙昕煜 苏石飞 +1 位作者 郝浩琦 范进良 《声学与电子工程》 2021年第2期60-61,68,共3页

拖曳式发射阵收放时,在拖体单侧操作会有拖体主体与稳定翼双侧锁紧和解锁问题。为此,设计了一种多连杆稳定翼锁紧装置。经工程应用验证,该装置操作便利,锁紧可靠,可保证拖体在水下的安全稳定拖曳。

关键词 拖曳阵 多连杆 稳定翼 锁紧装置

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拖曳阵非声传感器输出的线性拟合法

12

作者 孟洪 《声学与电子工程》 2000年第3期49-52,共4页

本文介绍了一种确定拖体内非声传感器线性关系的简单方法，该方法可为拖体湖、海试现场 赢得宝贵的时间。

关键词 拖曳阵 拖体 非声传感器 线性拟合

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拖曳阵声纳系统

13

作者 詹玉坤 祁王泉 《国外舰船工程》 1989年第12期43-47,29,共6页

关键词 声纳 拖曳阵 舰艇

全文增补中

美海军接收TB－29A细线型拖曳阵声呐

14

作者 陈海花 《国外舰船工程》 2002年第9期25-25,共1页

关键词 TB-29A 细线型拖曳阵声呐 美国海军

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大规模分布式光纤水听拖曳阵列及其湖试性能测试 被引量：1

15

作者 龙俊求 江浪 +6 位作者 肖春 郭汝乾 严国锋 王德麟 冉曾令 龚元 饶云江 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期333-342,共10页

报道了一种高性能大孔径分布式光纤水听拖曳阵列,其总长度为150 m,声学传感段长度为100 m,具有192个传感单元,采用单根光纤离散增敏制备而成,无需其他分离器件。传感基元通过驻波桶标定,在20~1000 Hz,平均声压灵敏度达到-127.44 dB(re r... 报道了一种高性能大孔径分布式光纤水听拖曳阵列,其总长度为150 m,声学传感段长度为100 m,具有192个传感单元,采用单根光纤离散增敏制备而成,无需其他分离器件。传感基元通过驻波桶标定,在20~1000 Hz,平均声压灵敏度达到-127.44 dB(re rad/μPa)。阵列同时装配了自研的姿态感知模块,可实现拖曳过程的实时姿态获取。针对所研制的大规模分布式光纤水听拖曳阵列,开展了湖试综合测试,6 kn拖速下阵列声学段的倾角仅为7.8°,将192个传感单元数据波束合成后得到了16.87 dB的空间增益,传感器表现出了优异的综合性能。该高性能大规模分布式光纤水听拖曳阵列为光纤水听器发展提供了一条全新的技术路线,有力推动了基于DAS的“第三代声呐技术”的发展。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤水听器 光纤水听拖曳阵列 分布式光纤声波传感 声压灵敏度 姿态感知 目标轨迹跟踪

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拖曳阵声呐减振降噪方法的研究

16

作者 包志勇 成琦 +1 位作者 许德玲 姜建功 《光纤与电缆及其应用技术》 2019年第5期27-29,共3页

为有效提高拖曳阵声呐监测信号的准确性,提升拖曳阵声呐系统的性能,必须对拖曳自噪声进行抑制。拖缆运动时由湍流边界层脉动压力产生的噪声和自身的振动噪声是拖曳自噪声的主要来源。在分析传统导流套拖曳减振降噪方法缺点的基础上,介... 为有效提高拖曳阵声呐监测信号的准确性,提升拖曳阵声呐系统的性能,必须对拖曳自噪声进行抑制。拖缆运动时由湍流边界层脉动压力产生的噪声和自身的振动噪声是拖曳自噪声的主要来源。在分析传统导流套拖曳减振降噪方法缺点的基础上,介绍了一种通过在拖缆外增加一层纤维飘带进行拖曳减振的新型降噪方法。该方法在拖缆表面采用编织的形式植入一层纤维飘带,可以减少拖缆在行进过程中与水流的相互作用,从而降低拖缆振动,减少噪声。经过用户实际使用,该方法使用便捷,稳定性好,降噪效果明显。 展开更多

关键词 拖曳阵声呐 噪声 拖缆 纤维飘带 编织

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拖曳线列阵用光纤水听器的研究 被引量：11

17

作者 罗洪 熊水东 +1 位作者 胡永明 倪明 《应用声学》 CSCD 北大核心 2006年第2期65-68,共4页

报道了光纤水听器用于拖曳线列阵的研究结果。在保证光纤水听器声相位灵敏度的前提下, 优化设计了光纤水听器的结构,降低了光纤水听器的加速度灵敏度36dB。实验测得在20-1600Hz 频段,该光纤水听器的相位灵敏度为-162．7dB,频段内灵敏度... 报道了光纤水听器用于拖曳线列阵的研究结果。在保证光纤水听器声相位灵敏度的前提下, 优化设计了光纤水听器的结构,降低了光纤水听器的加速度灵敏度36dB。实验测得在20-1600Hz 频段,该光纤水听器的相位灵敏度为-162．7dB,频段内灵敏度的起伏为±0．7dB,加速度灵敏度小于-30dB。 展开更多

关键词 光纤水听器 加速度灵敏度 相位灵敏度 拖曳阵

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水面舰艇编队使用拖曳线列阵声纳对潜搜索问题研究 被引量：16

18

作者 丁红岩 董晓明 《四川兵工学报》 CAS 2013年第8期6-8,共3页

拖曳线列阵声纳,具有良好的探测性能和隐蔽性,但是因其被动工作方式以及其他技术上的限制,舰首附近存在着一定角度的舰首盲区,针对该问题,分析了编队对潜搜索时弥补盲区的方法,提出了三舰编队弥补拖曳阵声纳舰首盲区的配置和使用方法,... 拖曳线列阵声纳,具有良好的探测性能和隐蔽性,但是因其被动工作方式以及其他技术上的限制,舰首附近存在着一定角度的舰首盲区,针对该问题,分析了编队对潜搜索时弥补盲区的方法,提出了三舰编队弥补拖曳阵声纳舰首盲区的配置和使用方法,具有可操作性,可提高对潜搜索的搜索效率。 展开更多

关键词 编队 拖曳阵声纳 对潜搜索

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国外UUV拖曳声呐试验情况分析 被引量：1

19

作者 李佳橦 陈强 王连文 《舰船科学技术》 北大核心 2016年第10期150-153,共4页

本文描述了SLITA和微型SLITA接收声信号试验和噪声分析过程及结果,并绘制接收声信号模块图。同时,描述了TOSSA收发声信号试验及分析过程和结果,并绘制发射声信号模块图和建立声信号单程传输基本模型。

关键词 UUV 声呐 拖曳阵 接收和发射声信号 试验

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国外拖曳线列阵声纳技术现状与发展趋势 被引量：14

20

作者 邵云生 彭会斌 宋君才 《舰船电子工程》 2011年第1期10-12,共3页

重点阐述了拖曳线列阵声纳的技术特点,介绍了西方主要国家海军拖曳线列阵声纳的技术现状,总结了其技术发展趋势。

关键词 拖曳线列阵声纳 远程警戒 战术拖曳阵声纳

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