基于时延差的声纳浮标阵定位仿真-论文.pdf

《基于时延差的声纳浮标阵定位仿真-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、总第243期舰船电子工程V01．34No．92014年第9期ShipElectronicEngineering79基于时延差的声纳浮标阵定位仿真刘志浩施建礼赵祚德(海军潜艇学院青岛266071)摘要被动方式的声纳浮标是应用于航空反潜中的一种重要设备，因为其隐蔽性好，效率高的特点备受关注。但是通常被动声纳浮标只能探测到目标方向，无法获知距离信息。论文提出了一种基于时延差得被动定位阵定位模型，介绍了定位算法，分析了定位误差，并通过插值法提高时延估计精度，进而提高定位精度，给出了仿真结果且进行了分析。关键词被动定位；时延估计；插值法中图分类号

2、TP391DOI：10．3969／j．issn1672—9730．2014．09．022SimulationofSonar-buoyArrayPositioningSystemBasedonTimeDelayLIUZhihaoS．HIJianliZHAoZuode(NavySubmarineAcademy，Qingdao266071)AbstractSonar-buoyworkingonpassivelocationisakindofveryimportantequipmentinantisubmarine．Itabsorbsatlen

3、tionbecauseoftheadvantageofconcealmentandeffectiveness．Butitonlycanfindthedirectionoftargetandcannotgetthedistanceinformation-Akindofpassivelocationmethodbasedontimedelayisshowninthispaper．Itpresentsthearith—meticandanalyzestheerroroflocation，improvingtheestimationprecis

4、ionaswellaslocationprecisionbyinterpolation．Thenthispapershowsthesimulationresultsandanalysis．KeyWordspassivelocation，TDOA，interpolationClassNumberTP39】M点为敌潜艇位1引言置，其坐标为M(X，Y，航空反潜凭借其机动快速、安全性高等特点在z)，反潜机投放的被动反潜作战中发挥着重要作用。在搜索潜艇过程中，声纳浮标坐标分别为A反潜机可以使用声纳浮标、吊放声纳等设备。主动(0，Y0，o)，B(z

5、1，Yl，声纳浮标虽具有探测精度高的特点，但是容易被敌图1阵元空间1)，C(z2，Y2，2)，D潜艇侦察到进而进行规避，对抗反潜机侦测。被动关系示意图(z3，Y3，z3)，在陆地上调声纳浮标通常只能进行定向，无法定位，但是凭借节水昕器没人海面深度，使四个水听器具有相同的其隐蔽性高效性的特点在反潜对抗中发挥重要作纵坐标，则声纳浮标在一定空间位置内可认为四个用。在我国海军奔向深蓝的征途中，执行远海反潜声纳浮标纵坐标均为0。目标到达水听器距离为任务时，反潜机携带声纳浮标能迅速到达指定海区S。，S，S。，S。，发出噪声信号到达水听器时间分别为完

6、成任务，可将机动性的优势转化为战场优势。t0，1，t2，t3，则可近似可得[1q]：2被动声纳浮标时延差法对目标定~／{+{+{3+5+一f(￡1Bt。)位分析~／i++；z5++z5一c(z-t。)~／zi+；+z；z5+．y6+z3一c(3-t。)(1)假设目标位置与声纳浮标位置关系如图1所示。*收稿日期：2014年3月14日，修回日期：2014年4月25日作者简介：刘志浩，男，硕士研究生，研究方向：兵器发射理论。施建礼，男，博士，副教授，研究方向：武器技术与应用。赵祚德，男，硕士，讲师，研究方向：水中兵器技术。80刘志浩等：基于时

7、延差的声纳浮标阵定位仿真总第243期令rlo一￡1-to，r2o一z-t0，o一￡3-t0，则有：3插值法提高时延估计精度Sl—SoCrl52一SOCZ'2以三元直线阵为例，设目标距离参考阵元为r，53—50~--CT3(2)阵元间距为d，目标与阵元直线夹角为0，则远场已知时延差，取一点为坐标原点，其他三个传下，距离r为感器空间坐标为r≈————(15b)CZ"32一Z'23z—，Y，Zi](===1，2，3)估计量的方差：第i个传感器到参考传感器的时延差为r，为目标到参考传感器的时间，目标坐标为56一Var(~-r)_c2Var(T1

8、2-"U23)(手)(16)T，YT，ZT]，则有：其中l=dcos0称为等效基阵的半长，Carter曾证明lz2+争+2孚===(ct。)。一一lI58ol。===z(3)过其接近克拉美罗下界_6]，式(