深海环境中水面目标和水下目标深度分类方法研究

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1、学校代码10699分类号TB56密级公开学号2012260494西北工业大学题目深海环境中水面目标和水下目标深度分类方法研究作者李琳学科、专业船舶与海洋工程指导教师杨坤德申请学位日期2015年03月分类号：TB56学校代号：10699密级：公开学号：2012260494西北工业大学硕士学位论文（学位研究生）深海环境下水面目标和水下目标深度分类方法研究作者：李琳学科（专业）：船舶与海洋工程指导教师：杨坤德西北工业大学航海学院二零一五年三月ADissertationfortheDegreeofMasterofEngineeringResearcho

2、namethodofsurfaceandsubmergedtargetsdepthdiscriminationindeepseaCandidate:LiLinSpecialty:NavalandOceanEngineeringSupervisor:YangKundeNorthwesternPolytechnicalUniversityMarch2015西北工业大学硕士学位论文摘要摘要在潜艇战和反潜战中，能够在短时间内快速准确地进行目标深度分类，判断目标是水面舰艇还是潜艇，并且减少信息处理量，有助于作战系统及时高效地正确指挥决策，提高时效性和可靠

3、性。而水面舰艇和水下潜艇目标的深度分类，不需要精确的定位技术，并且依赖的环境信息和先验信息比较少，计算量很小，能够快速得到目标深度属性。在复杂海洋环境中，海面波浪或者内波影响会使声源目标位置发生微小起伏，在这种不确定和随机的扰动中，存在某种属性（模态闪烁指数）能够对目标深度进行二元判别。本文在水下声传播简正波模型的基础上研究了模态闪烁指数随深度变化的特性，进一步研究了修正模态闪烁指数的深度特性，分别讨论了相关影响因素对二者的影响，并且研究了修正模态闪烁指数在浅海环境和深海环境下的目标深度分类应用，最后利用仿真数据进行验证。本论文的工作主要集中在

4、以下几个方面：1.基于海洋声传播基本理论，研究声压的简正波模态和形式，研究了简正波计算软件KRAKEN模块组成。2.研究了模态闪烁指数随声源深度的变化特性，仿真出某浅海波导条件下特性曲线结果，分析了目标声源级和距离对模态闪烁指数大小和特性的影响。3.基于模态闪烁指数研究了修正闪烁指数随深度变化的特性，分析了目标声源级和距离对其大小和特性的影响。在某种典型声速剖面浅海波导下，分析了修正闪烁指数的特性曲线，利用仿真数据验证了目标深度分类方法。并讨论了频率、海深失配的影响和该方法在声速剖面变化时的适用性。4.研究了修正模态闪烁指数在几种深海声速剖面波

5、导条件下的特性和其在目标深度分类中的应用，通过仿真数据验证，并讨论了声源位置起伏分布方差的影响。关键词：目标深度分类，二元判别，模态闪烁指数，修正模态闪烁指数I西北工业大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTInsubmarinewarfareandanti-submarinewarfare,accuratetargetdepthdiscriminationinashorttime,anddeterminingifthetargetissurfaceshipsorsubmarines,andreducingtheamountofinfo

6、rmationprocessingareveryhelpfulforthecombatsystemstomakecorrectcommanddecisionsefficientlyandtimely,thentoimprovethetimelinessandreliability.Thedepthdiscriminationofsurfaceshipsandsubmarinestargets,doesnotrequireprecisepositioningtechnologyandquantitiesoftheenvironmentalinfo

7、rmation,withlessreliantonpriorinformation.Withverysmallcomputationamountitcanquicklyobtainthetarget’sdepthproperty.Incomplicatedmarineenvironment,thesurfacewavesorinternalwaveswillleadthesoundsourcetargetdepthtosmallfluctuations.Andinthisuncertainandrandomperturbations,there

8、existsacertainproperty(modalscintillationindex)whichcandeterminethetargetde