水下定位與導(dǎo)航

第三章水下定位與導(dǎo)航梅繼丹聯(lián)系方式：電話：0451-825185202011.3當(dāng)前第1頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)3.1水下定位與導(dǎo)航發(fā)展概況3.2聲納系統(tǒng)分類及簡(jiǎn)介3.3定位與導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介3.4目標(biāo)識(shí)別概述3.5水聲對(duì)抗概述3.6定位導(dǎo)航領(lǐng)域?qū)＜壹翱蒲袉挝?.7水下定位、導(dǎo)航技術(shù)在海洋資源開發(fā)中的應(yīng)用實(shí)例當(dāng)前第2頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)3.1水下定位與導(dǎo)航發(fā)展概況什么是導(dǎo)航？我在哪里？要去哪里？怎么去？--------“我的地圖是什么？”什么是定位？我在哪？目標(biāo)在哪？當(dāng)前第3頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)水面艦導(dǎo)航方法無線電導(dǎo)航衛(wèi)星導(dǎo)航GPS慣性導(dǎo)航計(jì)算法定位導(dǎo)航（通過測(cè)量相對(duì)速度或絕對(duì)速度來完成）水下定位與導(dǎo)航廣義上：一切利用水下聲波進(jìn)行定位的技術(shù)都應(yīng)列為水聲定位與導(dǎo)航技術(shù)范疇。狹義上：為載體進(jìn)行定位又具有導(dǎo)航功能的技術(shù)手段。當(dāng)前第4頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)水下定位與導(dǎo)航1912年鐵達(dá)尼事件20世紀(jì)70年代，還有勘探及軍事需求定位類型基線長(zhǎng)度/m長(zhǎng)基線100~6000短基線1~50超短基線<1與陣長(zhǎng)有關(guān)的狹義導(dǎo)航系統(tǒng)分類當(dāng)前第5頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)3.2聲納系統(tǒng)分類及簡(jiǎn)介當(dāng)前第6頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)聲納的定義什么是聲納？Sonar：Sound(聲)+Navigation(導(dǎo)航)+Ranging(定位)利用水下聲波判斷海洋中物體的存在，位置及類型的方法和設(shè)備。是利用水中聲波對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)、定位和通信的電子設(shè)備，是水聲學(xué)中應(yīng)用最廣泛、最重要的一種裝置.要點(diǎn)：利用水下聲波功能：探測(cè)、定位、跟蹤、識(shí)別、通訊、導(dǎo)航、制導(dǎo)、武器的射擊指揮和對(duì)抗等等。當(dāng)前第7頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)仿生學(xué)來源蝙蝠機(jī)載雷達(dá)海豚潛艇當(dāng)前第8頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)仿生學(xué)來源聲納海豚追蹤獵物當(dāng)前第9頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)聲納的發(fā)展簡(jiǎn)史1490年，一戰(zhàn)前探索階段。

意大利藝術(shù)家、科學(xué)家達(dá)·芬奇發(fā)現(xiàn)聲管 1827年，瑞典和法國(guó)科學(xué)家在日內(nèi)瓦湖測(cè)得水中聲速 1912年鐵達(dá)尼沉沒，認(rèn)識(shí)到聲納的重要性1914~1918一戰(zhàn)期間穩(wěn)定發(fā)展階段

德國(guó)用潛艇擊沉了協(xié)約國(guó)（俄、英、法）數(shù)千水面艦 1917朗之萬(wàn)首次使用了超聲換能器 人們利用雙耳效應(yīng)制成定向儀

1939~1945二戰(zhàn)聲納技術(shù)發(fā)展的新階段

潛艇在海戰(zhàn)中地位逐漸突出帶來了聲納技術(shù)的大發(fā)展二戰(zhàn)后電子技術(shù)進(jìn)步帶來了聲納技術(shù)大發(fā)展換能器的作用：是將電能轉(zhuǎn)換成聲能（發(fā)射換能器），或?qū)⒙暷苻D(zhuǎn)換成電能（水聽器）二戰(zhàn)中，被擊沉的潛艇中，60%是利用聲納發(fā)現(xiàn)的!當(dāng)前第10頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)1916年研制出被動(dòng)聲納；1918年研制成主動(dòng)聲納；1930年，回聲測(cè)深儀開始廣泛用于艦船導(dǎo)航；第二次世界大戰(zhàn)后，制成了不用旋轉(zhuǎn)換能器就能進(jìn)行全景監(jiān)視的環(huán)掃聲納。60年代初，制成了一代新型聲納，采用預(yù)形成多波束、分波束相關(guān)和時(shí)間壓縮相關(guān)等新技術(shù)。其作用距離比第二次世界大戰(zhàn)時(shí)提高了10倍。60年代以來，聲納還廣泛用于海洋資源開發(fā)，于是相繼出現(xiàn)了地貌儀、部面儀、多普勒導(dǎo)航聲納、水下定位系統(tǒng)、鉆井船動(dòng)態(tài)定位聲納以及井口重入聲納等。聲納技術(shù)已成為海洋遙感的重要手段。重要?dú)v史事件：聲納的發(fā)展簡(jiǎn)史當(dāng)前第11頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)按工作原理或工作方式分類：主動(dòng)聲納像雷達(dá)一樣向外發(fā)射聲信號(hào)，根據(jù)回波判斷目標(biāo)性質(zhì) ?目標(biāo)是潛艇，潛艇是鋼質(zhì)外殼，回聲不僅清晰，而且還有拖長(zhǎng)的回鳴；?魚群的回聲則低沉而混亂；?目標(biāo)如果是運(yùn)動(dòng)的，那么由于“多普勒效應(yīng)”，回聲的音調(diào)應(yīng)有所變化：音調(diào)不斷變高，靠攏，音調(diào)不斷變低，遠(yuǎn)離。被動(dòng)聲納不主動(dòng)發(fā)射信號(hào)，只接收目標(biāo)自己輻射的聲音信號(hào)?；芈晜?cè)深儀、側(cè)掃聲納、魚探儀、聲學(xué)多普勒海流計(jì)聲納的分類當(dāng)前第12頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)按運(yùn)載體系分類：岸基聲納多布放在港口、軍事基地、重要海上通道。 特點(diǎn)：固定式、尺寸大艦載聲納主、被動(dòng)聲納都有。作用：探潛、導(dǎo)航、探雷、目標(biāo)識(shí)別等艇載聲納 主、被動(dòng)聲納都有，考慮到隱蔽性，多采用被動(dòng)聲納聲納的分類美國(guó)的一種潛艇，裝備不同用途的聲納有15種之多當(dāng)前第13頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)艇載聲納當(dāng)前第14頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)潛艇裝備的聲納艇艏柱狀綜合聲納（CHA)、主動(dòng)避碰聲納（MAA)、舷側(cè)被動(dòng)測(cè)向聲納(FA）、舷側(cè)被動(dòng)測(cè)距聲納(PRA)、拖曳線列陣聲納(TA)、偵查聲納（BTA）、本艇噪聲監(jiān)測(cè)儀(ONA+ACC)等多型水聲探測(cè)裝備。當(dāng)前第15頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)1、艇艏多功能聲納

潛艇的艏部遠(yuǎn)離動(dòng)力艙室和推進(jìn)器，受艇體后段噪音與振動(dòng)影響較低，有利于提高水聲探測(cè)器材的探測(cè)性能，所以潛艇的主水聲站一般都會(huì)布置在艇艏處。艇艏聲納往往具備主、被動(dòng)工作能力，并能保障潛艇進(jìn)行警戒、搜索、跟蹤、識(shí)別、攻擊等多種作戰(zhàn)任務(wù)。當(dāng)前第16頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)前蘇聯(lián)633型R級(jí)潛艇的艇艏聲納系統(tǒng)，自下而上分別為北極聲納主動(dòng)基陣、北極聲納被動(dòng)基陣、水聲通訊機(jī)、亮光M偵查聲納基陣1、艇艏多功能聲納

當(dāng)前第17頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)1、艇艏多功能聲納

裝備于V級(jí)攻擊核潛艇的前蘇聯(lián)MTK300紅寶石圓柱型聲納基陣，主基陣下方有高頻避碰探雷聲納。俄羅斯885型雅森級(jí)攻擊核潛艇的阿雅克斯球型聲納基陣直徑將達(dá)6米前蘇聯(lián)S級(jí)和AK級(jí)攻擊核潛艇聲納的大型圓柱狀基陣美國(guó)弗吉尼亞級(jí)攻擊核潛艇裝備的BQQ10型聲納的球型基陣

當(dāng)前第18頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)1、艇艏多功能聲納

當(dāng)前第19頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)艇艏基陣受到艇體布置的限制，進(jìn)一步增大聲陣孔徑和降低工作頻段都較為困難，使得聲納的被動(dòng)探測(cè)距離受到了限制。1、艇艏多功能聲納

當(dāng)前第20頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)2、舷側(cè)陣聲納舷側(cè)陣聲納是指將眾多的水聽器，沿著艇體縱向方向，布置在艇體左右兩舷側(cè)的聲納。由于舷側(cè)陣聲納可以充分利用艇體長(zhǎng)度擴(kuò)大基陣的聲陣孔徑，在工作頻段上可以進(jìn)一步降低，所以被動(dòng)探測(cè)距離也得到了有效的提高。當(dāng)前第21頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：隱蔽性好聲納的濕端位于艇體兩舷側(cè)所以監(jiān)測(cè)范圍大，而且能直接判別目標(biāo)的方位舷側(cè)陣在探測(cè)距離和探測(cè)范圍上都優(yōu)于艇艏聲納系統(tǒng)沒有基陣的收放拖曳問題，對(duì)潛艇的水下機(jī)動(dòng)影響小2、舷側(cè)陣聲納缺點(diǎn)：受安裝條件限制基陣尺寸有限，影響了作用距離易受到艇體自噪聲的干擾當(dāng)前第22頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)舷側(cè)陣聲納法國(guó)、西班牙設(shè)計(jì)建造的鈾魚級(jí)潛艇舷側(cè)陣聲納

當(dāng)前第23頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)舷側(cè)陣聲納法國(guó)凱旋級(jí)戰(zhàn)略核潛艇裝備的舷側(cè)陣聲納

英國(guó)機(jī)敏級(jí)攻擊核潛艇舷側(cè)聲納基陣

當(dāng)前第24頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)舷側(cè)陣聲納俄羅斯阿庫(kù)拉級(jí)潛艇的舷側(cè)陣聲納

當(dāng)前第25頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)舷側(cè)陣聲納美國(guó)海狼級(jí)舷側(cè)測(cè)距聲納基陣

弗吉尼亞級(jí)舷側(cè)陣測(cè)距聲納

當(dāng)前第26頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)不管是艇艏聲納還是舷側(cè)陣聲納，都要受限于艇體布置條件，基陣體積不能無限擴(kuò)大，聲陣孔徑受到限制，聲納的工作頻段難以進(jìn)一步降低，在探測(cè)距離上無法進(jìn)一步提高。為了改變這種情況，上世紀(jì)6、7十年代國(guó)外開始在潛艇上裝備拖曳線列陣聲納。拖曳線列陣聲納是將一連串的水聽器按一定間隔排列后，布置到透聲的保護(hù)導(dǎo)管中，再通過布放機(jī)構(gòu)拖曳于艇體外的聲納系統(tǒng)。拖曳線列陣革命性的打破了以往潛用聲納受限于艇體布置條件的局面，布置在導(dǎo)管中的幾百乃至上千個(gè)水聽器有效的擴(kuò)大了聲陣孔徑，將潛用聲納的工作頻率降低到了低頻甚至極低頻，極大的增加了潛用聲納的探測(cè)距離。為潛艇水下遠(yuǎn)程警戒、遠(yuǎn)程武器的目標(biāo)指示都提供了有利條件，有效的擴(kuò)大了潛艇的作戰(zhàn)范圍，提高了潛艇的作戰(zhàn)威懾力。

3、拖曳陣聲納當(dāng)前第27頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)拖曳線列陣聲納結(jié)構(gòu)圖，從左至右分別為：1、DROGUE段—改善線列陣流體動(dòng)力特性的尾繩段2、VLM—隔離后方拖纜振動(dòng)的后隔振段3、B—裝有溫度、深度、航向等非聲傳感器用于監(jiān)測(cè)線列陣拖曳姿態(tài)的后儀表段。4、A—裝有水聽器的聲學(xué)段5、B前儀表段6、數(shù)字段7、用于隔離前方艇體噪音和拖纜振動(dòng)的前隔振段8、拖纜纜繩9、TOWPOINT拖曳點(diǎn)當(dāng)前第28頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)3、拖曳陣聲納當(dāng)前第29頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)AN/SQR-18拖曳線列陣聲納，左側(cè)半透明的為安裝有水聽器等組件的聲學(xué)段，右邊為其拖纜。

3、拖曳陣聲納當(dāng)前第30頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)弗吉尼亞級(jí)潛艇露出了舷側(cè)收容機(jī)構(gòu)中用于安置TB-16D拖曳線列陣聲納的長(zhǎng)條容器

俄羅斯?jié)撏捕嫔系倪@個(gè)物體經(jīng)常被認(rèn)為是磁流體推進(jìn)器，實(shí)際上這是俄潛艇用于貯存和布放拖曳線列陣聲納的圓型容器。

當(dāng)前第31頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)3、拖曳陣聲納2009年6月11日，南海：美國(guó)直接派出軍艦實(shí)施水下探測(cè)活動(dòng)肇事者為美航母“小鷹”號(hào)的“貼身警衛(wèi)”潛艇、水面監(jiān)測(cè)船（無暇號(hào)）美軍宙斯盾驅(qū)逐艦“約翰·麥凱恩”號(hào)拖曳聲納與中國(guó)潛艇相撞當(dāng)前第32頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)當(dāng)前第33頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)4、探雷和避碰聲納探雷和避碰聲納以主動(dòng)方式工作，工作頻率較高一般在幾十到數(shù)百千赫。因?yàn)轭l段高所以探測(cè)距離有限一般在幾百米左右，不過較高頻段的聲納分辨率好，所以能探測(cè)到航道上的一些障礙物，比如礁石、沉船、水雷等異物，幫助潛艇操縱人員避離這些危險(xiǎn)物體，保障潛艇水下航行的安全性。在潛艇航行在狹隘航道，或者在高緯度冰層下時(shí)，分辨率高的避碰聲納是保障潛艇安全通過水道，對(duì)冰面測(cè)量厚度進(jìn)行破冰上浮的必要探測(cè)設(shè)備。當(dāng)前第34頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)4、探雷和避碰聲納當(dāng)前第35頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)英國(guó)Thales公司與Intermarine造船廠簽署了一項(xiàng)的合同，向8艘意大利獵雷艦提供其Sonar2093系統(tǒng)。該合同總價(jià)值約1億英鎊（1.657億美元）5、獵雷聲納當(dāng)前第36頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)第三章水下定位與導(dǎo)航梅繼丹聯(lián)系方式：電話：0451-825185202011.3當(dāng)前第37頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)6、水文環(huán)境傳感器老式潛艇的水環(huán)境傳感器比較簡(jiǎn)單，一般只安裝一個(gè)聲速梯度儀，用以測(cè)量潛艇所在水層聲速，讓聲納系統(tǒng)利用不同途徑的聲道，改善探測(cè)性能。也能讓潛艇利用強(qiáng)負(fù)度梯層水層，或者溫度躍變層進(jìn)行隱蔽和機(jī)動(dòng)?，F(xiàn)代潛艇安裝了更多種類的水環(huán)境傳感器，具備了更復(fù)雜的功能。以俄羅斯?jié)撏槔ǔ＿€裝有尾流指示器，來流指示器等水環(huán)境傳感器，能更好的讓艇上人員獲悉潛艇所在水層的各種信息，提高潛艇戰(zhàn)時(shí)的水聲對(duì)抗能力。同時(shí)還具有探測(cè)敵水面艦船和潛艇尾流信息的能力，便于潛艇利用尾流制導(dǎo)魚雷進(jìn)行快速攻擊。當(dāng)前第38頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)6、水文環(huán)境傳感器當(dāng)前第39頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)7、偵查聲納偵查聲納用來偵測(cè)敵潛艇或者自導(dǎo)魚雷主動(dòng)聲納信號(hào)，可以獲得敵主動(dòng)聲納的工作參數(shù)，如方位、發(fā)射頻率、脈沖寬度、脈沖重復(fù)率等。偵查聲納的接收頻率較寬，為1千赫至數(shù)十千赫之間，觀察范圍較廣有的可以達(dá)到360度全方位探測(cè)。在基陣形式上一般采用細(xì)小的圓柱陣，以布置在艇艏部位居多。該聲納是一種水聲對(duì)抗設(shè)備，用以判定對(duì)方的聲納類型，和載體類型，供我方進(jìn)行針對(duì)性的干擾、截獲、欺騙等水聲對(duì)抗。不過現(xiàn)代潛艇的聲納系統(tǒng)工作范圍較寬，工作頻率較廣，所以也可以艇艏聲納或者舷側(cè)陣等其他聲納系統(tǒng)進(jìn)行偵查聲納的工作，因而部分現(xiàn)代潛艇已經(jīng)不再裝備專門的偵查聲納。當(dāng)前第40頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)箭頭處為早期洛杉磯級(jí)核潛艇裝備的AN/WLR-9A偵查聲納基陣，后期洛杉磯級(jí)取消了該基陣

7、偵查聲納當(dāng)前第41頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)8、通信聲納通信聲納也叫水聲通信機(jī)，一般由幾個(gè)定向換能器陣組合而成。一般用于潛艇與水面艦船或者水下潛艇編隊(duì)通信聯(lián)絡(luò)使用。該系統(tǒng)通過發(fā)射機(jī)產(chǎn)生話音或者電報(bào)調(diào)制信號(hào)，再由換能器陣發(fā)出，在接收方經(jīng)接收機(jī)處理后，就可送到耳機(jī)或者揚(yáng)聲器以及電訊機(jī)處，將話音或者電報(bào)訊息提供給接收人員。通信聲納的工作距離有限，工作時(shí)要向外發(fā)射信號(hào)，容易暴露潛艇位置，所以僅限于潛艇周圍情況明確時(shí)使用，有著非常嚴(yán)格的使用限制條件。當(dāng)前第42頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)掉放聲納飛機(jī)通過電纜吊著一部聲納，由機(jī)身的下降或上升調(diào)整聲納在海水中的深度。飛機(jī)在海面上飛行時(shí)，便可拖著聲納進(jìn)行大面積探測(cè)。據(jù)國(guó)外報(bào)道，這種聲納每小時(shí)可以搜索海面1000平方公里。

當(dāng)前第43頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)浮標(biāo)航空聲納反潛飛機(jī)將它們投到預(yù)定海域內(nèi)，它們便可漂浮于海上。反潛飛機(jī)可以同時(shí)投放許多這種漂浮聲納。聲納著水后，其天線伸出水面，水聽器沉入水中。水聽器把在海底收到的聲信號(hào)變成電信號(hào)，通過天線發(fā)射出去。反潛飛機(jī)根據(jù)收到的信號(hào)可以判斷潛艇的位置。

當(dāng)前第44頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)浮標(biāo)航空聲納當(dāng)前第45頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)魚雷、水雷上的聲納設(shè)備當(dāng)前第46頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)水雷引信、魚雷制導(dǎo)

魚水雷：又稱自航水雷。魚雷經(jīng)改裝后，能自動(dòng)潛航至預(yù)定的布放點(diǎn)，沉入海底，當(dāng)作水雷使用。即它是通過魚雷改裝而來的。

水魚雷：又稱自導(dǎo)水雷，是水雷和魚雷技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。探測(cè)到目標(biāo)后，將魚雷釋放出去，魚雷自導(dǎo)攻擊目標(biāo)。自導(dǎo)魚雷兼有水雷的長(zhǎng)期威脅作用和魚雷的主動(dòng)攻擊能力。魚雷、水雷上的聲納設(shè)備當(dāng)前第47頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)岸基聲納海岸預(yù)警聲納在軍港附近海區(qū)、重要海峽、主要航道等處安裝龐大的聲納換能器基陣，靠岸上的電子計(jì)算機(jī)控制海底的數(shù)以千計(jì)的換能器.在大西洋的亞速爾群島以北，有一個(gè)叫“阿發(fā)”的水下監(jiān)視系統(tǒng)。它的換能器安裝在幾個(gè)水下塔臺(tái)上，排布成三角形，每邊長(zhǎng)約35公里。這種系統(tǒng)其警戒范圍可達(dá)幾百公里，能監(jiān)聽進(jìn)出直布羅陀海峽的所有潛艇，并能用三角定位法確定潛艇位置。當(dāng)前第48頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)聲納兵的作用當(dāng)前第49頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)聲納顯控臺(tái)奧斯卡Ⅱ級(jí)核潛艇指揮艙美＂托萊多＂號(hào)聲吶顯控臺(tái)海狼級(jí)核潛艇指揮艙當(dāng)前第50頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)聲納顯控臺(tái)當(dāng)前第51頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)聲納SONAR民用、商用魚群探測(cè)、海洋石油勘探、船舶導(dǎo)航、水下作業(yè)、水文測(cè)量和海底地質(zhì)地貌的勘測(cè)當(dāng)前第52頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)水面艦裝備的聲納主動(dòng)聲納

弦側(cè)陣聲納

拖曳陣聲納當(dāng)前第53頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)科考船裝備的聲納當(dāng)前第54頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)水下機(jī)器人常裝備的聲納1、前視聲納2、側(cè)掃聲納3、導(dǎo)航聲納4、通信聲納當(dāng)前第55頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)成像聲納1、前視聲納當(dāng)前第56頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)成像聲納2、條帶、側(cè)掃聲納當(dāng)前第57頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)成像聲納空氣中的聲成像當(dāng)前第58頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)成像聲納空氣中的聲成像當(dāng)前第59頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)導(dǎo)航聲納1、多普勒導(dǎo)航聲納當(dāng)前第60頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)RDI公司產(chǎn)品導(dǎo)航聲納當(dāng)前第61頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)RDI產(chǎn)品導(dǎo)航聲納當(dāng)前第62頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)水下機(jī)器人常裝備的聲納1、前視聲納2、側(cè)掃聲納3、導(dǎo)航聲納4、通信聲納當(dāng)前第63頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)3.3定位與導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介1、聲納方程

主動(dòng)聲納方程：被動(dòng)聲納方程：當(dāng)前第64頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)3.3定位與導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介混響：混響是一種特殊形式的干擾，它伴隨著聲納發(fā)射信號(hào)而產(chǎn)生，所以它和發(fā)射信號(hào)本身的特性有著密切的關(guān)系，并且，它還和傳播通道特性有關(guān)?；祉懯侨肷湫盘?hào)產(chǎn)生的散射波在接收點(diǎn)疊加的結(jié)果。－－只有主動(dòng)聲納才存在混響。

當(dāng)前第65頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)3.3定位與導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介混響分類：海面混響海底混響體積混響－－只有主動(dòng)聲納才存在混響。

當(dāng)前第66頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)3.3定位與導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介混響影響后的信號(hào)收發(fā)波形：當(dāng)前第67頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)波束形成技術(shù)：10*10個(gè)陣元面陣結(jié)果3G中的智能天線3.3定位與導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介當(dāng)前第68頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)聚焦波束形成：3.3定位與導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介當(dāng)前第69頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)幾十Hz的低頻線譜

2kHz以上300～600Hz

當(dāng)前第70頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)聚焦波束形成：3.3定位與導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介當(dāng)前第71頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)匹配濾波技術(shù)（主動(dòng)聲納常用）一般的最佳檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程：1、選擇衡量檢測(cè)系統(tǒng)的最佳化準(zhǔn)則2、尋找準(zhǔn)則下的最佳檢測(cè)方式匹配濾波器：最大信噪比準(zhǔn)則下的最佳線性檢測(cè)系統(tǒng)最大信噪比準(zhǔn)則：指在某時(shí)刻，輸出信號(hào)瞬時(shí)功率對(duì)噪聲平均功率之比為最大。3.3定位與導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介當(dāng)前第72頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)相關(guān)器利用信號(hào)的相關(guān)特性將有用信號(hào)從干擾和噪聲中提取出來

3.3定位與導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介當(dāng)前第73頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)3.3定位與導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介利用互相關(guān)法測(cè)向的舷側(cè)陣聲納仿真顯控結(jié)果當(dāng)前第74頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)空間濾波技術(shù)（被動(dòng)聲納常用）利用基陣的空間指向性采用波束形成或者互相關(guān)處理技術(shù)來抑制環(huán)境噪聲，提高信噪比。頻域?yàn)V波技術(shù)利用目標(biāo)信號(hào)與干擾信號(hào)的頻帶差異來通過頻域?yàn)V波的方式抑制噪聲干擾，提高信噪比。時(shí)間上積分處理獲得增益3.3定位與導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介實(shí)際上被動(dòng)聲納處理過程中常采用的是將上述多種方法相結(jié)合的處理方式。當(dāng)前第75頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)3.4目標(biāo)識(shí)別概述是一種對(duì)水下及水面目標(biāo)進(jìn)行辨別的技術(shù)目標(biāo)識(shí)別的過程：第一，對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)估計(jì)其某些參數(shù)作為識(shí)別特征，稱為特征提??；第二，根據(jù)這些特征，通過與已知目標(biāo)的特征比較來判定是否目標(biāo)以及是哪種目標(biāo)。

當(dāng)前第76頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)3.4目標(biāo)識(shí)別概述可用于識(shí)別的一些主要特征：水下目標(biāo)的回波特性（主動(dòng)式） 目標(biāo)回波的時(shí)間展寬目標(biāo)回波的亮點(diǎn)起伏目標(biāo)回波空間方位分布聲吶圖像（聲視覺）（主動(dòng)式）目標(biāo)時(shí)、頻特性（被動(dòng)式）當(dāng)前第77頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)3.5水聲對(duì)抗概述亦稱“聲納對(duì)抗設(shè)備”。用于偵察、干擾或誘騙敵方聲納和聲自導(dǎo)魚雷的水聲設(shè)備和器材的統(tǒng)稱。裝備于潛艇、水面艦艇和反潛飛機(jī)。包括偵察聲納、水聲干擾設(shè)備和水聲誘餌等三類。當(dāng)前第78頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)偵察聲納，是一種被動(dòng)式偵測(cè)設(shè)備，用于測(cè)聽敵方主動(dòng)聲納發(fā)射的聲信號(hào)，測(cè)定其方位和技術(shù)參數(shù)。3.5水聲對(duì)抗概述當(dāng)前第79頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)水聲干擾設(shè)備，有水聲干擾器和氣幕彈等，用于發(fā)射干擾噪聲或欺騙干擾信號(hào)，或經(jīng)氣泡幕產(chǎn)生大量雜亂回波，干擾敵方聲納工作。3.5水聲對(duì)抗概述當(dāng)前第80頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)水聲誘餌，有自航式、拖曳式、懸浮式、吊放式四種。用于向水中發(fā)出模擬艦艇回波或艦艇輻射噪聲，有的還可模擬艦艇的運(yùn)動(dòng)情況，用于欺騙和迷惑敵方。3.5水聲對(duì)抗概述當(dāng)前第81頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)3.5水聲對(duì)抗概述水聲誘餌自航式聲誘餌當(dāng)前第82頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)訓(xùn)練用自航式聲誘餌當(dāng)前第83頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)715研究所715研究所：中船重工第七一五研究所創(chuàng)建于1958年。是我國(guó)最早從事水聲電子工程研究和超聲、非聲探測(cè)設(shè)備研制的重點(diǎn)科研單位。所內(nèi)設(shè)有海洋聲學(xué)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、水聲計(jì)量一級(jí)站和水聲產(chǎn)品性能檢測(cè)中心等國(guó)家重點(diǎn)技術(shù)基礎(chǔ)研究機(jī)構(gòu)，擁有世界一流的中低頻消聲試驗(yàn)水池等一批重點(diǎn)科研設(shè)施。3.6定位導(dǎo)航領(lǐng)域?qū)＜壹翱蒲袉挝划?dāng)前第84頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)715研究所宮先儀：工程院院士，水聲工程專家，我國(guó)核潛艇和新型常規(guī)動(dòng)力潛艇三代主戰(zhàn)聲納的領(lǐng)導(dǎo)研制者，我國(guó)潛艇聲納的奠基人。軍事工程學(xué)院海軍工程系水聲專業(yè)五期畢業(yè)生。2001年當(dāng)選為中國(guó)工程院信息與電子工程學(xué)部院士。24歲之際，宮先儀就主持研制我國(guó)核潛艇上主要聲納設(shè)備聲納，首次使用低頻大基陣、予成多波束警戒、極性重合相關(guān)等當(dāng)時(shí)國(guó)際先進(jìn)的技術(shù)，有效地提高了聲納作用距離、搜索速度、測(cè)向精度等指標(biāo)。1987年，49歲的他肩上又壓上了主任設(shè)計(jì)師的重?fù)?dān)。第二代常規(guī)動(dòng)力潛艇聲納系統(tǒng)是我國(guó)第一個(gè)實(shí)現(xiàn)綜合顯示和控制的聲納系統(tǒng)。該聲納又是我國(guó)第一部實(shí)現(xiàn)多種功能有機(jī)綜合，采用近代布陣和信號(hào)處理技術(shù)的全數(shù)字式聲納，尤其是人機(jī)交互目標(biāo)被動(dòng)識(shí)別功能在國(guó)內(nèi)現(xiàn)役聲納中首次實(shí)現(xiàn)1994年，采用新型布陣的新一代潛艇聲納研制提上了海軍的計(jì)劃。我國(guó)潛艇聲納的奠基人：我國(guó)潛艇聲納的研制是從60年代完成第一批仿蘇產(chǎn)品后開始的。不久，蘇聯(lián)專家撤走，帶走了圖紙，連實(shí)驗(yàn)的儀表也扔進(jìn)了海里。一生能夠研制出三代潛艇聲納。當(dāng)前第85頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)聲學(xué)所聲學(xué)所：中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所（以下簡(jiǎn)稱聲學(xué)所）成立于1964年，目前在北京有18個(gè)實(shí)驗(yàn)室（研究中心），包括聲場(chǎng)聲信息國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家網(wǎng)絡(luò)新媒體工程技術(shù)研究中心、噪聲與振動(dòng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、院水聲環(huán)境特性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在海南、上海、青島設(shè)有3個(gè)研究站，在嘉興建有聲學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)移中心。聲學(xué)所主要從事聲學(xué)和信號(hào)信息處理研究，特色研究領(lǐng)域包括水聲物理與水聲探測(cè)技術(shù)、環(huán)境聲學(xué)與噪聲控制技術(shù)、超聲學(xué)與聲學(xué)微機(jī)電技術(shù)、通信聲學(xué)與語(yǔ)音信號(hào)處理技術(shù)、聲學(xué)制導(dǎo)與數(shù)字系統(tǒng)集成技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)新媒體與高性能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。當(dāng)前第86頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)聲學(xué)所張仁和：中國(guó)科學(xué)院院士，聲場(chǎng)聲信息國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任。對(duì)淺海與深海水聲物理規(guī)律做了系統(tǒng)研究，在國(guó)際上領(lǐng)先發(fā)表簡(jiǎn)正波衰減與群速的普遍表式，闡明了淺海聲速結(jié)構(gòu)與邊界條件對(duì)聲場(chǎng)影響的規(guī)律，給出了清晰的簡(jiǎn)正波物理圖象，已成為射線-簡(jiǎn)正波理論的基本公式；最先發(fā)現(xiàn)負(fù)躍層淺海中信號(hào)波形的多途結(jié)構(gòu)，給出了簡(jiǎn)明的計(jì)算公式，能準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)波形結(jié)構(gòu)；從物理上預(yù)言了“在一定距離范圍內(nèi)，淺海聲場(chǎng)的空間相關(guān)隨距離增大而增強(qiáng)，遠(yuǎn)距離低頻聲場(chǎng)具有很強(qiáng)的空間相干性”，經(jīng)海上實(shí)驗(yàn)已得到證明，領(lǐng)先獲得最大間距達(dá)600米、最遠(yuǎn)距離達(dá)130公里的空間相干實(shí)驗(yàn)結(jié)果。當(dāng)前第87頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)聲學(xué)所李啟虎：中國(guó)科學(xué)院院士。水聲信號(hào)處理和聲納設(shè)計(jì)專家。長(zhǎng)期從事信號(hào)處理理論和聲納設(shè)計(jì)、研制工作。結(jié)合我國(guó)淺海聲傳播的特點(diǎn)，應(yīng)用信息論、數(shù)字信號(hào)處理、水聲工程等理論，解決了一系列水聲信號(hào)處理中的問題。研究了自適應(yīng)波束成形的穩(wěn)態(tài)特性，給出了用頻率域最優(yōu)傳輸函數(shù)求解波束指向性的表達(dá)式。給出在海洋噪聲背景下檢測(cè)微弱信號(hào)的增益計(jì)算方法。解決了在時(shí)間上非平穩(wěn)、在空間上不均勻的噪聲場(chǎng)對(duì)經(jīng)典理論應(yīng)作的修正的問題。提出了指導(dǎo)聲納設(shè)計(jì)的重要依據(jù)－聲納方程的一種新的表達(dá)方式。在水下目標(biāo)的被動(dòng)檢測(cè)中提出利用聲信號(hào)的相位信息估計(jì)目標(biāo)方位的新方法，還提出了用自適應(yīng)陣處理方法完全分離在空間上不生疊的多個(gè)點(diǎn)源信號(hào)的新算法。當(dāng)前第88頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)710研究所710研究所：中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一○研究所，是我國(guó)艦船科技、海洋工程重點(diǎn)骨干研究所，海軍武器裝備合格承制方，國(guó)家863、973高技術(shù)項(xiàng)目研究單位，國(guó)家一級(jí)保密資格單位。七一○所始建于1958年，歷經(jīng)3次搬遷，現(xiàn)總部位于長(zhǎng)江之濱、世界水電旅游名城——湖北省宜昌市，在北京、上海、武漢、三亞設(shè)有分支機(jī)構(gòu)。下設(shè)10個(gè)研究室、2個(gè)裝備生產(chǎn)部和2個(gè)試制工廠。當(dāng)前第89頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)726研究所726研究所：七二六研究所隸屬于中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司，主要從事水聲對(duì)抗系統(tǒng)及其設(shè)備的研制。是一所以水聲對(duì)抗，艦船綜合消防，水下目標(biāo)探測(cè)與水聲導(dǎo)航為重點(diǎn)專業(yè)的國(guó)防軍工科研機(jī)構(gòu)。經(jīng)過二十多年的專業(yè)擴(kuò)展，目前已形成規(guī)模和特色的高技術(shù)產(chǎn)品有：海洋聲學(xué)環(huán)境測(cè)量分析儀、水聲導(dǎo)航測(cè)深儀、船舶消防系統(tǒng)和設(shè)備、系列超聲產(chǎn)品、智能建筑電子用消防報(bào)警和安全防范系統(tǒng)及設(shè)備、系列照明燈具。當(dāng)前第90頁(yè)\共有97頁(yè)\編于星期二\9點(diǎn)760研究所760研究所：大連測(cè)控技術(shù)研究所始建于1975年，隸屬于中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司。是從事船舶噪聲振動(dòng)檢驗(yàn)測(cè)試、海洋工程測(cè)試研究、海洋應(yīng)用物理研究、海洋環(huán)境研究及海上試驗(yàn)技術(shù)服務(wù)的科研事業(yè)單位。下設(shè)研究室、軟件開發(fā)中心、國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家級(jí)檢測(cè)中心、海上試驗(yàn)船隊(duì)及所屬民品集團(tuán)公司。建所以來，圓滿完成多項(xiàng)科研和試驗(yàn)任務(wù)，獲國(guó)家及省部級(jí)以上科技成果獎(jiǎng)上百項(xiàng)，部分已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。近幾年，承擔(dān)著大量的