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基于多基地声纳定位的关键技术研究

作　者: 黄新华
导　师: 孙大军
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 多基地声纳多址干扰时延估计直达波抑制
分类号: U666.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 281次
引　用: 2次
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内容摘要

现阶段由于声隐身技术的发展,水下目标的辐射噪声和目标强度都大幅降低,声纳的作用距离也随之下降。因而,对于新的声纳工作体制的研究,以改善声纳的工作性能就显得非常的必要。而多基地声纳由于其收发设备分置,既具有主动声纳工作不依赖于目标状态、信号波形已知等优点,也具有被动声纳隐蔽性好的优点,还增大了作用距离。本文对这种新的声纳体制展开了研究,特别是针对多基地声纳的总体配置、时延估计和多址干扰及直达声干扰等问题进行了详细的研究。多基地声纳的总体配置问题,决定了多基地声纳的工作方式和性能。本文研究了多基地声纳的探测性能,针对二维目标定位的情形,研究了四种多基地声纳的基本工作方式。对于每一种工作方式,讨论了系统参数对声纳系统的定位精度的影响,给出了不同条件下的误差分布图,对多基地声纳讨论了阵型的几何配置对多基地声纳定位精度的影响。时延估计是多基地声纳必不可少的一项技术。常规的时延估计方法是相关法。本文给出一种基于频谱细化的时延估计方法。该方法性能与常规时延估计方法相当,但是具有更好的稳健性。多址干扰和强直达声干扰是目前多基地声纳发展所必须解决的关键技术。文中对这种多基地条件下的干扰问题进行了研究和分析,常规的自适应波束形成方法对非相干的多址干扰问题具有一定的效果,但是对于相干情形失效。文中给出了一种零点约束条件下的干扰抑制方法,有效地解决了多址干扰和直达声干扰的抑制问题。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-15
  1.1 论文立题的背景和意义  9-10
  1.2 多基地声纳的分类  10
  1.3 多基地声纳的国内外发展现状  10-13
    1.3.1 国外现状  10-12
    1.3.2 国内现状  12-13
    1.3.3 现阶段多基地声纳技术研究存在的问题  13
  1.4 本论文研究的主要内容  13-15
第2章多基地声纳总体技术  15-38
  2.1 引言  15-16
  2.2 多基地性能分析  16-19
  2.3 利用接收站信息定位  19-26
    2.3.1 双基地声纳定位原理及方法  19-21
    2.3.2 定位误差方程分析与仿真  21-23
    2.3.3 误差分析  23-26
  2.4 利用发射站信息定位  26-28
    2.4.1 定位方程  26-27
    2.4.2 定位误差分析与仿真  27-28
  2.5 利用距离信息定位  28-31
    2.5.1 定位方程  28-29
    2.5.2 定位误差分析与仿真  29-31
  2.6 利用方位信息定位  31-33
    2.6.1 定位方程  31
    2.6.2 定位误差分析与仿真  31-33
  2.7 多基地定位方法及误差分析  33-37
    2.7.1 多基地声纳几何配置  33-34
    2.7.2 多基地系统定位原理  34-35
    2.7.3 定位误差分析与仿真  35-37
  2.8 本章小结  37-38
第3章确知信号的时延差估计  38-52
  3.1 多基地系统同步技术  38-39
  3.2 时延估计方法  39-46
    3.2.1 互相关法时延估计  40-41
    3.2.2 基于频谱细化的方法  41-46
  3.3 时延估计精度分析  46-51
    3.3.1 相关法时延估计精度分析  47-49
    3.3.2 相关峰插值算法的时延估计精度分析  49-51
  3.4 本章小结  51-52
第4章多址干扰和直达波干扰的抑制方法研究  52-67
  4.1 引言  52
  4.2 抑制干扰方法  52-53
  4.3 自适应零点形成抑制干扰  53-54
  4.4 零点波束方向图抑制干扰  54-65
    4.4.1 零点约束  55-58
    4.4.2 零点约束条件下的最小二乘误差方向图合成  58-60
    4.4.3 改进的零点约束算法  60
    4.4.4 仿真分析  60-65
  4.5 本章小结  65-67
结论  67-68
参考文献  68-72
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  72-73
致谢  73

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