浅海中时谐水平电偶极子定位研究.pdf

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1、V01．35No．5142舰船电子工程ShipElectronicEngineering总第251期2015年第5期浅海中时谐水平由I。U偶极子定位研究+李涛王向军嵇斗(海军工程大学电气工程学院武汉430033)摘要浅海中时谐水平电偶极子定位技术是利用舰船轴频电场信号对舰船进行定位的理论基础。文章提出了一种基于遗传算法的时谐水平电偶极子的位置寻优方法。只需在海水中布置一个电场传感器，测得相应位置的X、Y、Z方向电场强度模值。在合适的坐标系下，结合浅海中时谐水平电偶极子的电场传播公式和遗传优化算法建立位置计算模型，就能精确地确定该偶极子在海水中的位置。给出了仿真计算

2、，结果表明该定位方法具有较高的定位精度和可行性。关键词时谐水平电偶极子；浅海；遗传算法；定位中图分类号TMl54．3DOI：10．3969／j．issnl672—9730．2015．05．039Time．harmonicHoriziontalDipoleinCoastalarmono[1110ntalLIlpolein-LITaoWANGXiangjunJIDou(CollegeofElectronicEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033)lld葛tractThepositioningtechno

3、logyofatime-harmonichoriziontaldipoleincoastalisthetheoreticalbasisofship’Slo—calizationbasedontheship’Sshaft-rateelectricfieldsignal．AnapproachbasedongeneticalgorithmisproposedtosearchthelocationofthedipolBOnlyanelectricfieldsensorinseawateriSneededtOsetupmeasurethemodulusofelectricf

4、ieldinten—sityinX心

5、Zdirectionsatthecorrespondingpositions．Amodelforpositioncalculationcombinethepropagationformulaofatime-harmonichoriziontaldipoleincoastalwithgeneticoptimalalgorithminanappropriatecoordinatesystemissetup，thenthepositionofthedipolecanbedeterminedaccurately．Thesimulati

6、onresultsshowtheproposeddipolelocalizationmethodiSaccurateandfeasible．KeyWordstime-harmonichoriziontaldipole，coastal，geneticalgorithm，localizationCImNunllⅪl,TMl54．31引言由于腐蚀、船体材料构成的不同、阴极防腐措施及运动舰船切割地磁场等因素，无论舰船是运动的还是静止的，其周围海水中都存在着不可避免的舰船电场，舰船电场通常分为两个部分：静电场和交变电场[1~2

7、。水下电场信号可被用在电场兵器、海矿产探测、水

8、下考古、水下搜救等多个领域。随着技术的发展，可将基于电场信号的非声探测技术作为传统水声探测技术的补充[3~5]。基于舰船静电场信号对水中目标进行定位和识别的技术已有一些研究成果[5]，但由于静电场信号包含特征较少，易受外界干扰等自身特性的限制[6~7]，使用该信号对舰船进行定位与识别受到一定的限制，相比而言，舰船的轴频电磁场属于极低频(EIF)／甚低频(L丌J)电磁场，它具有衰减速度慢、传播距离远等特点，是一种可以被远程探测的舰船物理场[8～10]。因此，轴频电磁场在水中兵器这一领域中的应用价值就在于它可以被用于远程攻击武器的引信中。把海水看做线性、均匀、各向同性

9、的无限大半空间，舰船在海水中运动时产生的轴频电磁场可以用低频时谐电偶极子进行建模[1’8’12

10、。所以，利用*收稿日期：2014年11月2日，修回日期：2014年12月9日基金项目：中国博士后科学基金项目(编号：20080441290)；中国博士后科学基金特别项目(编号：200902670)；国家自然科学基金青年项目(编号：51107145)资助。作者简介：李涛，男，硕士研究生，研究方向：电场环境与防护技术。王向军，男，博士，教授，研究方向：电场环境与防护技术。嵇斗，男，硕士，副教授，研究方向：电场环境与防护技术。2015年第5期舰船电子工程143时谐电偶极子产生

11、的电磁场对