發(fā)布時間：2020-05-29 02:16

【摘要】：多基地聲納系統(tǒng)因為其相較于單基地聲納更好的探測覆蓋能力而成為了海洋防衛(wèi)探測的重要裝備。多基地聲納系統(tǒng)的應用場景及任務需求的多樣化,使得參與探測的平臺和聲納也在向多樣化發(fā)展,不同類別的平臺及搭載的聲納構成了異構多基地探測系統(tǒng)。多基地聲納系統(tǒng)與海洋環(huán)境存在耦合關系,合理地設定聲納探測系統(tǒng)的工作參數(shù),使聲納系統(tǒng)最佳地適應當前海洋環(huán)境,以達到最好目標探測性能和最大的探測范圍。本文旨在利用群智能優(yōu)化算法解決多基地聲納探測系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化問題,給出探測效能最佳的決策建議。為了評估當前參數(shù)設置下探測系統(tǒng)的性能,構建了一個完備的異構多基地聲納探測系統(tǒng)效能評估模型�；陔p基地聲納方程,將多基地聲納系統(tǒng)拆分為多組雙基地聲納系統(tǒng),通過對異構聲納系統(tǒng)的有效源級仿真、統(tǒng)計模型及Bellhop射線聲學模型的傳播損失仿真、對噪聲干擾的主要噪聲源的噪聲譜進行仿真分析、在小斜率模型的基礎上結合海底有效混響區(qū)域建立多基地混響模型等聲納參數(shù)的建模仿真,得到接收信噪比,經(jīng)過信號處理獲得增益后,根據(jù)接收機特性曲線得到聲納系統(tǒng)對目標的檢測概率,將各雙基地系統(tǒng)的檢測概率結果融合,從而獲得多基地系統(tǒng)的探測能力評估模型。并依據(jù)該模型,對影響多基地聲納探測性能的陣位、聲納工作模式、頻段等參數(shù)進行探究。依據(jù)評估模型對聲納參數(shù)進行群智能優(yōu)化。以和聲搜索、改進和聲搜索及粒子群算法為例對探測系統(tǒng)陣位參數(shù)進行了優(yōu)化,對比算法性能并提出了一種和聲-粒子群混合算法,其收斂速度快于和聲搜索,優(yōu)化速度及全局搜索能力優(yōu)于粒子群算法。為適應多樣化的優(yōu)化任務需求,提出了利用層次分析法思想將多優(yōu)化準則合一的多準則優(yōu)化方法,并以“點覆蓋下的優(yōu)化覆蓋”問題為例給予驗證。最后,提出了一種簡單可行的離散變量連續(xù)化方法,將離散變量與連續(xù)變量統(tǒng)一,使得本適用于連續(xù)變量優(yōu)化的算法同樣適用于離散變量優(yōu)化,以聲納的工作模式及工作頻段為例完成了離散變量優(yōu)化,并實現(xiàn)了與陣位連續(xù)變量的聯(lián)合優(yōu)化。
【圖文】：

圖 2. 2西太平洋聲速梯度獲得該海區(qū)深度 1000米聲源的 800Hz 聲信號的聲線傳播情圖 2. 3西太平洋春季聲線傳播示意圖 中可知，由于聲線總是趨向于聲速小的方向延伸，，初始俯最小的水層，即聲道軸傳播，而俯仰角較大的聲線則會在碰到海面或海底，從而發(fā)生反射。根據(jù)其傳播規(guī)律，聲線

圖 2. 3西太平洋春季聲線傳播示意圖 2. 3 中可知，由于聲線總是趨向于聲速小的方向延伸，初始俯仰角聲速最小的水層，即聲道軸傳播，而俯仰角較大的聲線則會在到達前觸碰到海面或海底，從而發(fā)生反射。根據(jù)其傳播規(guī)律，聲線在某而有些區(qū)域較為稀疏。線所含聲能量的角度即可分析聲源到區(qū)域內(nèi)不同點傳播過程中的聲
【學位授予單位】：哈爾濱工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：U666.7

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 惠敢;;聲納懸架裝置[J];國外汽車;1988年06期

2 是兆雄;美國的反潛預警系統(tǒng)[J];系統(tǒng)工程與電子技術;1989年06期

3 孫榮光;姜斌;戴衛(wèi)國;;實用聲納陣元信號測試系統(tǒng)設計[J];電子測試;2017年23期

4 李雪峰;姜靜;;一種聲納圖像的三維重建方法[J];沈陽理工大學學報;2018年05期

5 柳義成;韓鴻勝;竇春暉;陳允約;;多波束聲納計量測試系統(tǒng)設計[J];海洋測繪;2019年03期

6 李忠;;我所開展聲納設備可靠性維修性設計的工作情況[J];船舶標準化;1995年03期

7 徐江;趙春梅;曾浩;徐利剛;;水聲目標輻射噪聲的建模與仿真技術研究[J];系統(tǒng)仿真學報;2011年08期

8 譚娜;;深水測量系統(tǒng)[J];國外油氣勘探;1983年04期

9 楊文生;李安陽;;新型多功能水聲應答器電子系統(tǒng)設計[J];電子制作;2017年19期

10 劉國枝,關浩,張殿倫,田坦;用于聲納設備中的分布式遙控遙測技術[J];遙測遙控;1998年03期

相關會議論文 前4條

1 王照霞;;國外無人潛航器聲納發(fā)展研究[A];2017中國西部聲學學術交流會論文集[C];2017年

2 李永磊;沈鐵東;;聲納設備隔振系統(tǒng)研究[A];中國聲學學會水聲學分會2015年學術會議論文集[C];2015年

3 孫長瑜;李偉昌;蔣宇倫;潘學寶;秦英達;姜維;;基于ADSP-21060 SHARC 高速通用聲納信號處理系統(tǒng)[A];中國聲學學會1999年青年學術會議[CYCA'99]論文集[C];1999年

4 岳志杰;謝哲;張宏滔;;AUV遠程控制通信聲納設計[A];浙江省信號處理學會2013學術年會論文集——信號處理在海洋[C];2013年

相關重要報紙文章 前4條

1 ;聲納致海豚喪生 美國海軍遭起訴[N];新華每日電訊;2005年

2 鄭曉春;鯨魚海灘自殺之謎被破解[N];科技日報;2003年

3 本報記者 李果;法航447空難調(diào)查程序還原：曾使用水下聲納設備探測[N];21世紀經(jīng)濟報道;2014年

4 記者 涂序波;洱海水下科考探測活動啟動[N];大理日報(漢);2008年

相關博士學位論文 前1條

1 張健;前視聲納圖像序列拼接算法研究[D];哈爾濱工程大學;2018年

相關碩士學位論文 前6條

1 鄒佳運;多聲納協(xié)同探測性能分析及參數(shù)優(yōu)化研究[D];哈爾濱工程大學;2019年

2 董靜;基于圖像聲納的動目標檢測技術研究[D];哈爾濱工程大學;2014年

3 李曙光;聲納圖像的特征提取技術研究[D];哈爾濱工程大學;2014年

4 劉文強;接收預處理電路的模塊化設計[D];哈爾濱工程大學;2010年

5 田婧;嵌入式μC/OS-Ⅱ在DSP中的移植與應用研究[D];哈爾濱工程大學;2007年

6 魏偉;傳導干擾源及接收裝置的設計[D];哈爾濱工程大學;2013年

本文編號：2686219