基于单矢量水听器四种方位估计方法

单矢量水听器能同时拾取声场的声压和振速信息,可以估计目标方位。根据不同的噪声背景和信号形式,单矢量水听器有多种方位估计方法。平均声强器的处理方法能很好地抗各向同性的非相干干扰;线谱方位估计能有效检测辐射线谱信号的目标,并进行目标方位估计。当宽带信号中存在线谱相干干扰,以及线谱信号被宽带相干噪声干扰时,上述两种方法不能检测目标。为解决这个问题,新提出了直方图和加权直方图两种方法,直方图方位估计法能抗强线谱相干干扰,并能区分含线谱的多目标;加权直方图方位估计法能从宽带相干干扰中检测目标,估计目标方位。并着重介绍了后两种方法的原理,对四种方法进行了计算机仿真,并用海试结果验证了上述结论。     

舰船辐射噪声特征线谱提取方法研究

线谱是船舶辐射噪声中重要的特征信息,为舰船的检测识别和方位跟踪提供了依据。采用Welch算法和CZT变换联合处理舰船的辐射噪声信号能够有效的提取线谱。Welch法在估计功率谱时可以有效减小方差和偏差,这有利于从宽带噪声谱中提取主要的窄带谱;CZT变换可以对窄带谱进行精确分析,提高频率的分辨力,因此这两者的结合有利于从舰船噪声中提取线谱。根据对仿真信号和某实船的辐射噪声信号的分析结果,表明该方法原理简单,能够精确地提取特征线谱,另外利用所提取的船只的特征线谱,还可以对船的航迹进行跟踪。     

高精度测频与舰船线谱频率稳定性研究

随着水声技术的发展,水下甚低频信号分析越来越受到研究者的重视。甚低频线谱的稳定性分析对于线谱检测具有重要意义。低信噪比下,传统的自适应频率估计方法性能不理想,为了提高对线谱的检测能力和频率估计的精度,提出一种高精度频率估计器,利用相干累加自适应线谱增强器的方法从宽带噪声中提取单频线谱,进而用自适应频率估计器估计线谱频率。仿真研究证明该估计器在低信噪比时具有较高的频率估计精度。实验研究某舰船声辐射线谱的频率的稳定性,其频率不稳定性约在±0.01 Hz左右。     

一种舰船轴频电场实时检测方法

为了能够在低信噪比的条件下提高目标的检测概率,降低目标的漏警率和虚警率,提出了一种基于信号特征的舰船轴频电场实时检测方法。 根据舰船的螺旋桨转速与轴频的对应关系确定了特征频段, 将特征频段内经过线谱、连续谱分离及线谱识别后的功率谱估计的最大值作为特征量。 根据环境变化,设置具有自适应功能的动态阈值,对信号进行实时检测,确定疑似目标点。 然后通过模量判断,线谱倍频判断和线谱稳定性判断,最终确认目标是否存在。 对仿真信号和实测信号进行了特征提取和检测,在不同海况和较低信噪比下实现了目标检测。     

基于MEMS加速度计空投浮标的波浪测量方法试验研究

针对基于MEMS加速度传感器的空投波浪浮标存在采样频率与测波精度低的问题,根据频域衰减积分算法,提出一种相应的波浪测量算法,为了验证该算法测波的准确性,开展了多功能水槽试验研究。该算法旨在将MEMS加速度传感器输出的加速度与姿态角转化为浮标运动的波形,首先将加速度与姿态角信号进行竖向处理获得竖直方向的加速度,再利用离散傅里叶变换将竖向加速度转化为频域内的加速度复数序列,然后引入控制函数减弱低频噪声,经过频域积分、离散傅里叶逆变换、时域积分获得竖直方向的位移,最后通过后处理得到最终的波形。多功能水槽试验采取10中不同波高和周期的工况,对比空投波浪测量浮标与波高仪的测量结果,试验结果表明,浮标的测量误差在10%以内,达到测波标准。     

高阶谱在矢量声信号特征提取中的应用

在利用矢量水听器对潜艇模型辐射噪声测量和分析的基础上,为了对目标螺旋桨的线谱进行有效识别,使用可抑制加性高斯噪声的高阶谱(1 1/2维谱及互双谱的对角切片)对潜艇模型辐射噪声进行了研究。结果表明:高阶谱不仅可以抑制加性高斯噪声,提高线谱的分辨率,而且利用声压与振速联合进行信息处理的互双谱的对角切片可以明显增强基频分量。     

舰船辐射噪声仿真模型置信度评估方法

根据舰船辐射噪声频域特性,从舰船辐射噪声线谱、谱密度的发展变化趋势、特征频段信号能量 3 个方面考虑,对舰船辐射噪声仿真数据和实测数据进行一致性分析,综合评估舰船辐射噪声仿真模型置信度。通过对舰船辐射噪声仿真模型置信度分析,为舰船辐射噪声仿真信号源置信度提供理论支撑。     

舰船噪声DEMON线谱的机器自动识别与轴频提取研究

DEMON 谱提取对于舰船目标识别有重要作用。研究了舰船噪声调制与解调原理,采用绝对值检波法提取 DEMON 谱,然后采用自动线谱识别与提取方法提取线谱序列,采用最大公约数法求线谱序列的基频,它是螺旋桨旋转的轴频。从实测舰船噪声数据中自动提取了 DEMON 谱,并得出其轴频,表明分析方法是有效的。     

矢量水听器自适应线谱增强应用研究

矢量水听器可以同步、共点测量声场的声压与振速信息.为了有效利用声压和振速的相关性,设计了双输入端自适应线谱增强器,并利用自适应线谱增强对实测的噪声数据进行了处理.结果表明,线谱增强器在双输入端分别输入声压与振速信号时比在单输入端输入声压时,对背景噪声有更好的抑制作用,输出的线谱亦更加明显.     

基于频域特征相似的仿真模型置信度分析

为评估重构舰船辐射噪声模型置信度,提出了一种基于频域特征相似的重构舰船辐射噪声仿真模型置信度评估方法。先对舰船辐射噪声实测数据与重构舰船辐射噪声数据的线谱和功率谱值进行一致性分析后,再采用证据理论综合线谱、功率谱值一致性结果,量化重构舰船辐射噪声模型置信度,为重构舰船辐射噪声模型应用提供了理论支撑。