用博弈论求解浮标最佳工作深度

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1、用博弈论求解浮标最佳工作深度第20卷第12期电光与控制Vol1>.20No.122013年12月ElectronicsOptics&ControlDec.2013doi:10.3969/j.issn.1671-637X.2013.12.∞7用博弈论求解浮标最佳工作深度秦锋孙明太b周利辉a(海军航空工程学院青岛校区a.研究生队b.航空军械火控系，山东青岛26ω41)摘要:在反潜作战过程中，水声环境复杂和潜艇航深未知给声纳浮标探测带来一定困难，从而面临采用何种工作深度取得最佳探测效能的问题。因此，有必要在模拟水声环境效应的基础上，利用博弈论求取声纳浮标换能器最佳工作深度，

2、该深度应能保证即使潜艇处于最不利于水声设备搜索的深度，声纳浮标也具备较大的探测能力。关键词:声纳浮标;工作深度;博弈论;反潜作战中圈分类号V271.4j1凹91.9文献标志码:A文章编号1671-637X(2013}12-∞'27-04Sooobuoy’sOptimizedSearchDepthResearchased00GameTheorybQINFeng;,SUNMingtai,ZHOULihui;(QingdaoBranchofNavalAeronauticalEngineeringAcademy,a.GraduateTeam;b.DepartmentofAn

3、ti-submarine,Qingdao266041,China)Abstract:Inanti-submarinewarfare,itisdifficulttochoosethesonobuoy’ssearchdepthforobtainingtheoptimumdetectioneffectivenessbecauseoftheunknowndepthofsubmarineandcomplexunderwateracousticenvironmental.Therefore,itisnecess缸Ytogainthesonobuoy’soptimizedsearchdep

4、thusinggametheoryandsimulationofunderwateracousticenvironmentaleffect.Theoptimizeddepthcanguaranteethemaximumdetectioncapabilityforthesonobuoyevenwhenthesubmarineisatadepthdifficulttobedetected.Keywords:sonobuoy;searchdepth;gametheory;anti-submarinewarfare艇工作深度方案中具有一定指导性。o51言1被动浮标搜潜仿真模型声纳浮标

5、的换能器深度与浮标阵形一同构成了声纳浮标的使用要素。为了克服水声环境(声速梯度、跃1.1被动全向浮标探测模型层)的影响，加之声纳浮标的换能器只能一次性设定深评价传感器性能的一个重要指标是探测概率，即度，故浮标布放深度选择显得尤为重要，通常潜艇和换在给定的环境中，某一传感器在规定的时间内探测到能器处于同一深度层探测效果最佳。而反潜作战过程指定目标的概率，这种概率称为瞬时探测概率[2]。中是不可能确定知道潜艇航行深度的，因此，利用声纳被动声纳方程为浮标进行反潜作战面临采用何种工作深度才能取得最SL-NL-TL-DT=SE(1)佳探测效率的问题。式中:SL为目标声源级(dB);N为

6、海洋环境噪声级L浮标和潜艇采用不同的深度策略而得到不同的探(dB);T为传播损失(dB);DT为达到50%检测概率测效果，可见在不同的水声环境条件下，利用处在不同L布设深度的声纳浮标搜索潜艇是带有对抗性质的行的检测阔(dB);SE为信号余量(dB)。为。博弈论是研究对策行为中对抗各方是否存在着最若用被动声纳方程来预测探测概率，则被动声纳合理的行动方案，以及如何找到这个合理的行动方案方程中的参数都是随机变量，相互独立，且满足正态分的数学方法[1]。因此，博弈论在确定声纳浮标搜索潜布。对一个声纳系统而言，在给定的中心频率上，如果SE大于或等于0，那么从理论上讲就能探测到目标，认收

7、稿日期:2012-11-12修回日期:2012-12-28为SE等于0时的瞬时探测概率达到50%。因此，单枚作者简介:秦锋(1983一)，男，江苏启东人，博士生，研究方向为海军兵种战术、战术建模与仿真。被动声纳浮标瞬时探测概率的计算式为[3]28电光与控制第20卷生二主过ι旦z声级。不同海况条件下的噪声级可表示为P=I叫τLJ由(2)dN=101g(f-1.7)+6s+55(6)d卢。v'L.7rLo式中J为频率(kHz);s为海况等级。式中:X为信号余量;σS，为信号余量方差。参考Hamsο