分布式多矢量水听器联合跟踪定位技术研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文分布式多矢量水听器联合跟踪定位技术研究硕士研究生：韩宇指导教师：莫世奇研究员学科、专业：水声工程论文主审人：李秀坤教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文分布式多矢量水听器联合跟踪定位技术研究硕士研究生：韩宇指导教师：莫世奇研究员学位级别：工学硕士学科、专业：水声工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheProfes

2、sionalDegreeofMasterResearchonDistributedMulti-vectorHydrophoneJointTrackingandPositioningTechnologyCandidate:YuHanSupervisor:Prof.ShiqiMoAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringEngineeringField:UnderwaterAcousticEngineeringDateofSubmission:January,2018DateofOralExamina

3、tion:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产

4、权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年

5、月日年月日摘要测量水下目标的辐射噪声，获取其声学信息，可以为减振降噪提供指导建议。而水下目标与测量点之间距离的准确测量，是目标声源级计算的关键。传统的水下目标定位跟踪测量是在目标上加装合作信标，但随着减振降噪和声隐身技术的发展，现已不能满足噪声测量领域新的需求。矢量水听器的出现为噪声测量提供了新的方向，由于矢量水听器可以兼获声场中的声压信息与质点振速信息，所以联合处理它们必将提升水下噪声测量的能力。本文利用矢量水听器声压振速联合处理技术，详细的阐述了声压与振速之间的关系，研究了利用矢量水听器进行测向的基本方法，分别是基于平均声强法和互谱声强法

6、的目标测向方法，并建立了基于矢量水听器测向的时域模型和频域模型。根据矢量水听器的测向原理，利用单只矢量水听器即可对目标进行高精度的测向；利用两只矢量水听器，通过三角交汇的方法，就能对目标的运动轨迹进行跟踪定位，同时采用卡尔曼滤波算法可以对目标运动轨迹做进一步的优化。对目标运动轨迹的后置处理，采用最小二乘法进行轨迹拟合，能够得到比较理想的轨迹拟合效果。数据融合技术与卡尔曼滤波算法结合起来，可以使矢量水听器获得的数据信息得到充分的利用，使被动定位系统的跟踪和定位性能得到了显著的提高，在小范围内快速、精确地定位出目标的运动轨迹。本文对多平台被动定位

7、的方法进行了研究，采用四只矢量水听器组成了不同几何类型的测量阵型，进行了定位精度的仿真分析，并阐述了不同几何类型的布站方案对目标定位精度的影响。数据融合技术应用于多矢量水听器被动定位系统中，可以使多只矢量水听器测得的方位信息得到充分的利用，通过对冗余数据的选择和加权综合处理，在提高定位精度的同时也大大减小了测量盲区。最后使用十只等间距分布的矢量水听器潜标，研究矢量水听器布放深度和信噪比对不同布放位置的矢量水听器测量精度的影响，可以实现对非合作运动目标的被动测量。计算机仿真证明了矢量水听器被动定位算法的可靠性和有效性，同时辅以湖试试验加以验证，

8、可以应用在水下目标被动定位系统中。研究结果可以满足新型靶场试验的要求，为其提供数据上的支持，并为实验测量提供指导意见，在工程上容易实现，具有较高的实用价值。关键词：