水下脉冲噪声源定位原理与方法研究.pdf

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1、Vol．３５No．１舰船电子工程总第２４７期１５８ShipElectronicEngineering２０１５年第１期磁水下脉冲噪声源定位原理与方法研究谭昕（北京西三环中路１９号北京１００８４１）摘要重物从江河湖海的水面落水着底的瞬间，通常会产生脉冲噪声，并激发海底振动。研究高精度水下脉冲声定位原理和方法，就是为了发现落水重物并确定其着底位置，以便快速打捞或其他处置作业，这对于保证航道畅通以及安全防护具有重大意义。四传感器声学定位系统具有反应速度快和定位精确的优势，论文研究了基于四传感器声学定位系统的工作原理并进行了仿真验证。仿真验证采用理论公式直接计算和半径搜索法相结合的方式进行定位，表明四传

2、感器声学定位系统定位快速且精度高，尤其是定位脉冲声源的方位角精度很高，具有工程应用前景。论文还讨论了影响定位精度的若干因素，为声学定位系统定位水下脉冲噪声源提供了一种解决方案。关键词声源定位；脉冲声源；水下定位系统中图分类号TB５５６DOI：１０．３９６９／j．issn１６７２‐９７３０．２０１５．０１．０４１PrincipleofLocatingUnderwaterImpulsiveNoiseSourceandItsTechniquesTANXin（No．１９CentralXisanhuanRoad，Beijing１００８４１）AbstractTheimpulsivevibrationand

3、soundsignalisinducedwhentheheavyobjectsfallingfromthewatersurfaceshockthewaterbottom．Theresearchonaccuratelylocatingunderwaterimpulsivenoisesourceswillservetofindtheob‐jects．Thesecurityofchannelwillbeguaranteedaftercleaningthelocatedbarrierobjects．Afour‐sensoracousticlocatingsystemisintroducedwhichc

4、anpositionacousticsourceaccuratelyandrapidly．Themethodoffour‐sensoracousticlocatingsystemisintroducedaswellasitsvalidityisverifiedbynumericalsimulations．Directcalculationduetoanalyticalformulacombinedwithradiussearchingmethodisappliedinsimulations．Thehighpositioningaccuracy，especiallytheazimuth，isob

5、tained．Theaccurateresultsshowitspotentialapplicationinengineering．Someinfluencefactorseffectingpositioningaccu‐racyarediscussed．Theresearchcanbeasolutionforpositioningunderwaterimpulsiveacousticsources．KeyWordsnoisesourcelocation，impulsivenoise，underwaterlocatingsystemClassNumberTB５５６三类，长基线、短基线和超短基线

6、定位系统，这三类１引言［１～２］定位系统各有利弊。长基线阵列可以独立于重物从江河湖海的水面落水着底，可能导致航水深实现高精度定位，但是布阵、测阵与回收操作道阻滞，威胁水域安全。需要实时检测落水的可疑十分复杂、耗时，成本较高；超短基线定位系统优点重物，快速确定落水重物的着底位置，并及时打捞为短程定位精度高、尺寸小、重量轻、安装方便，其或做其他妥善处置。为此，研究高精度水下定位技缺陷之处在于定位精度与斜距有关，距离越远定位术对维护国土权益和国民经济建设具有重要意精度越低；短基线的定位远距离精度低于长基线，［１～２］义。但优于超短基线，使用便捷度也处于两者之间。用［３～４］水下定位系统根据阵列定位基

7、线的长度分为于定位的阵列信号处理技术主要有波束形成、磁收稿日期：２０１４年７月１９日，修回日期：２０１４年８月３１日作者简介：谭昕，男，硕士，研究方向：武器系统综合运用。２０１５年第１期舰船电子工程１５９［５～６］时间反转镜技术、基于到时差的时延估计ai＝２（x１－xi＋１），bi＝２（y１－yi＋１），［７～９］［１０］法、MUSIC法等。ci＝２（z１－zi＋１），ei＝２ct１（i＋１）Δ，