聲探測技術(shù)2優(yōu)秀課件

3.3時(shí)延估計(jì)理論3.3時(shí)延估計(jì)理論對于遠(yuǎn)處的聲源信號,當(dāng)距離遠(yuǎn)大于自身尺寸時(shí),可以把它作為一個點(diǎn)聲源.設(shè)聲源發(fā)出的信號到達(dá)傳聲器1時(shí)為s(t),經(jīng)空間某兩個傳聲器測量得到的信號分別為x1(t)和x2（t），3.3時(shí)延估計(jì)理論并考慮傳聲器間的距離遠(yuǎn)小于到目標(biāo)的距離，信號可用數(shù)學(xué)模型表示：D表示信號到達(dá)兩個傳聲器之間的相對延遲，也就是要估計(jì)的時(shí)延;n1(t)、n2(t)表示兩路測量噪聲,與信號互不相關(guān).3.3時(shí)延估計(jì)理論當(dāng)存在點(diǎn)聲源w(t)干擾時(shí),可用數(shù)學(xué)模型表示：表示信號到達(dá)兩個傳聲器之間的相對延遲.3.3時(shí)延估計(jì)理論兩通道測量信號之間的時(shí)延估計(jì)應(yīng)用:聲納信號中處理中的目標(biāo)定位和跟蹤;通信、聲納和雷達(dá)探測中的回波抵消；解卷積信號處理中的探測信號與系統(tǒng)響應(yīng)的估計(jì)與識別問題。常用的時(shí)延估計(jì)方法：廣義互相關(guān)法；相位譜估計(jì)法；高階譜估計(jì)法；。。。。3.4被動聲定位算法3.4被動聲定位算法一、線陣定位算法線陣由布設(shè)在一條直線上的若干個傳聲器組成，用于對半個平面進(jìn)行定位（或定向）的常用陣形，若陣列能夠轉(zhuǎn)動，則可對整個平面進(jìn)行定位（或定向）；艦艇所用的被動聲納系統(tǒng)，由于受船寬的限制，通常采用線陣。二元線陣：只能用于遠(yuǎn)距離目標(biāo)的定向；三元線陣：可定向、也可定距（定位）；多元線陣：提高定向、定距精度。3.4被動聲定位算法二、平面四元定位方陣算法設(shè)四個傳聲器構(gòu)成邊長為l的平面方陣成，分別對稱分布在水平面xOy的四個象限。經(jīng)簡化后的近似解為：3.4被動聲定位算法對于不同的傳聲器陣列，風(fēng)的影響是不同的；但對風(fēng)進(jìn)行修正的方法和思路是相同的。下面仍以正四元方陣為例進(jìn)行推導(dǎo)。3.5自然風(fēng)的影響及其糾正一、風(fēng)對二傳聲器聲程差的影響設(shè)聲源為S點(diǎn)，由于收到風(fēng)的影響，傳聲器M實(shí)際測得的等效無風(fēng)時(shí)的聲源為S’而不是S點(diǎn)。3.5自然風(fēng)的影響及其修正3.5自然風(fēng)的影響及其修正由以上方程組,可求出1、受風(fēng)影響目標(biāo)測量位置；

2、經(jīng)校正后實(shí)際位置；3.5自然風(fēng)的影響及其修正二、風(fēng)對方位角和仰角的影響從上得到風(fēng)影響下計(jì)算的方位角和仰角與實(shí)際方位角和仰角的關(guān)系：3.5自然風(fēng)的影響及其修正二、風(fēng)對方位角和仰角的修正公式3.7數(shù)據(jù)的后置處理后置智能化處理：利用目標(biāo)運(yùn)動的變化規(guī)律,將多次測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)進(jìn)行跟蹤,可有效地提高精度.典型方法:卡爾曼濾波:是一種簡單遞推算法的濾波器,利用遞推算法,即后一次的估計(jì)計(jì)算利用前一次計(jì)算結(jié)果.優(yōu)點(diǎn):算法簡單、存儲量小，可方便地在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)并滿足實(shí)時(shí)性要求，廣泛應(yīng)用于近代數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中。3.7數(shù)據(jù)的后置處理狀態(tài)方程和測量方程為：其中A(t-1),B(t-1),W(t-1),c(t)分別是實(shí)數(shù)矩陣;w(t),v(t)是隨機(jī)向量.3.7數(shù)據(jù)的后置處理二、數(shù)學(xué)模型略三、遞推算法略四、工作原理智能雷彈用被動聲探測進(jìn)行遠(yuǎn)距離預(yù)警，預(yù)警距離在1000m左右。當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入預(yù)警區(qū)域后，自動對目標(biāo)進(jìn)行定位和跟蹤計(jì)算，估計(jì)目標(biāo)的飛行軌跡和雷彈的攻擊方位角，適時(shí)控制隨動系統(tǒng)工作，使雷彈戰(zhàn)斗部處于攔截位置上。隨著目標(biāo)的接近，預(yù)測精度隨之提高，隨動系統(tǒng)隨之微調(diào)。為了便于我方直升機(jī)通過，可通過無線電通訊遙控關(guān)閉雷彈，等直升機(jī)通過雷區(qū)后再遙控激活雷彈的預(yù)警系統(tǒng)。3.8反直升機(jī)智能雷彈反直升機(jī)雷彈原理框圖五、智能雷彈類型可以采用發(fā)射型，也可采用直爆型；隨動系統(tǒng)可以是一維的，也可以是二維的，后者具有很大的防御區(qū)域。六、節(jié)能措施及原理雷彈布設(shè)后，平時(shí)處于微功耗的預(yù)警狀態(tài)，當(dāng)雷彈預(yù)警系統(tǒng)的輸出達(dá)到閾值時(shí)，控制系統(tǒng)首先啟動處于休