【摘要】：在靶場測試中,某些武器彈藥在空中爆炸的位置信息是衡量該武器性能的重要依據(jù),因此如何精確測量空中炸點(diǎn)的三維坐標(biāo)成為近年來的研究熱點(diǎn)之一。目前國外常用的測量方法是采用大視場電視經(jīng)緯儀來測量空中炸點(diǎn)三維坐標(biāo),但是該系統(tǒng)體積龐大,價格昂貴,使其難以推廣。而國內(nèi)則較多采用光電測量法和聲學(xué)測量法,其中聲學(xué)測量法以被動聲探測技術(shù)為基礎(chǔ),具有原理簡單、成本低、使用便捷等特點(diǎn),研究基于被動聲探測的空中炸點(diǎn)定位算法和系統(tǒng)具有較好的理論意義以及很高的實(shí)際應(yīng)用價值。本課題依托與某研究所的合作項(xiàng)目,針對某型號防爆彈,采用被動聲探測技術(shù),基于多基陣聯(lián)合定位方法,設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了一種空中炸點(diǎn)聲定位系統(tǒng)。首先根據(jù)某型號防爆彈的空爆特點(diǎn)分析了三種常見空中炸點(diǎn)聲定位系統(tǒng)布設(shè)方案,從定位原理和穩(wěn)健性兩個方面對這三種方案進(jìn)行了比較,擇優(yōu)選擇了多基陣定位系統(tǒng)布設(shè)方案。在此基礎(chǔ)上,開展了基于多基陣的空中炸點(diǎn)聲定位方法研究,該方法由單基陣聲源測向和多基陣數(shù)據(jù)融合定位兩部分組成。首先通過分析對比幾種常用的單基陣聲源測向方法,重點(diǎn)研究了基于時延估計的聲源測向方法,闡述了幾種常用的時延估計算法,確定采用廣義互相關(guān)法進(jìn)行時延估計,結(jié)合四元立體基陣推導(dǎo)了聲源測向公式;針對多基陣數(shù)據(jù)融合定位部分,分析了兩種多基陣數(shù)據(jù)融合定位方法:空間異面直線交叉法和總體最小二乘法,詳細(xì)說明了它們的定位原理和過程。最后通過大量仿真實(shí)驗(yàn)分析了陣元位置誤差和時延估計誤差對于單基陣聲源測向精度以及整個多基陣系統(tǒng)定位性能的影響。仿真實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)外場實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所研基于多基陣的空中炸點(diǎn)聲定位系統(tǒng)具有良好的定位性能,為靶場的空中炸點(diǎn)精確測量提供了一種便捷有效的手段。
【圖文】：

聲定位系統(tǒng)布設(shè)方案選擇邐炸點(diǎn)聲定位系統(tǒng)布設(shè)方案選擇逡逑文重點(diǎn)針對某型號防爆彈的空中炸點(diǎn)定位問題展開研究，該型號防爆為６ｍ￣１５ｍ，水平散布半徑約為２ｍ。本章節(jié)根據(jù)該防爆彈的爆炸特求，從定位原理和穩(wěn)健性兩個方面分析了三種常見的空中炸點(diǎn)聲定位基陣布設(shè)方案、環(huán)形陣布設(shè)方案、多基陣布設(shè)方案，然后擇優(yōu)確定一里的基陣是指若干個聲傳感器按照一定幾何規(guī)律排列組合而成的陣具有３個及以上的聲傳感器，，這些聲傳感器可以稱為陣元或基元。逡逑基陣布設(shè)方案逡逑

半徑為２ｍ，涵蓋高度范圍為６ｍ￣１５ｍ。設(shè)聲速為３４０ｍ／ｓ，采樣率NB邋＝４８０００Ｈｚ，對式（２．１）逡逑中各陣元間的ＴＤＯＡ估計結(jié)果分別加入獨(dú)立的均值為０、標(biāo)準(zhǔn)差為１／義秒的高斯噪聲，逡逑展開１０００次隨機(jī)實(shí)驗(yàn)，相應(yīng)的聲源定位誤差實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖２．２、２．３所示，此處的定位逡逑誤差定義為聲源估計位置與真實(shí)聲源位置之間的歐氏距離。逡逑１２０｜￣ｔ邐ｔ邐［邐［邐［邐［邐［邐［邐［邐［邐［邐［邐［逡逑４。－邐：邋５邋Ａ邋】－！逡逑０邐０．４邐０．８邐１．２邐１．６邐２邐２．４邐２．８邐３．２邐３．６邐４邐４．４邐４．８邋５逡逑定位Ｍ差／ｍ逡逑圖２．２加入ＴＤＯＡ估計誤差時，單基陣布設(shè)方案聲源定位誤差統(tǒng)計直方圖逡逑７逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TJ06

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2693617