检索结果-内蒙古大学图书馆

声学技术 2024年第3期43卷 323-334页

作者：刘翰富曲龙秦莎莎商志刚喻敏哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 中国船舶集团有限公司第七〇三研究所黑龙江哈尔滨150001 杭州应用声学研究所浙江杭州310012 武汉理工大学船海与能源动力工程学院湖北武汉430070

精确的水声定位是进行海洋资源勘探、海底管道敷设、海洋地形测绘等海洋开发活动的前提。其中一类典型的定位目标是可发射周期声信号的固定信标。文章利用单个自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)对该类目标进行定位,... 详细信息

精确的水声定位是进行海洋资源勘探、海底管道敷设、海洋地形测绘等海洋开发活动的前提。其中一类典型的定位目标是可发射周期声信号的固定信标。文章利用单个自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)对该类目标进行定位,其中一个关键问题是AUV的航路规划。传统的航路规划方法通常研究避障和路径长度最优化,未考虑定位问题的特殊性,而最终的定位精度是与航路息息相关的。因此,传统的航路规划方法容易导致所规划航路的定位精度较差。针对这一问题,文章在传统蚁群算法的基础上,首先引入Bresenham画圆算法规划圆形航路,保持定位目标处于AUV舷侧声呐视野范围内,避免信号缺失;同时在信息素设计中加入了定位精度因子,使得所规划的航路能充分考虑到定位精度。仿真实验表明,文中所提出的方法可以在传统航路规划避障能力、路径长度优化能力的基础上兼顾定位任务,提高针对声信标类目标的定位精度及定位鲁棒性。

关键词：航路规划蚁群算法水声定位水下无人航行器

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利用声压场的浅海地声参数贝叶斯反演方法

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哈尔滨工程大学学报 2021年第4期42卷 497-504页

作者：郑广学朴胜春祝捍皓张海刚李楠松哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 浙江海洋大学海洋科学与技术学院浙江舟山316022 浙江大学浙江省海洋观测-成像试验区重点实验室浙江舟山316021 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190

针对浅海考虑弹性海底下的地声参数反演和对反演结果的不确定性分析问题,本文提出了一种基于贝叶斯理论的利用声压场信息的反演方法。首先通过快速场方法(FFM)计算声压场的理论预报值,其次根据贝叶斯理论基于似然函数建立实测声压场与... 详细信息

针对浅海考虑弹性海底下的地声参数反演和对反演结果的不确定性分析问题,本文提出了一种基于贝叶斯理论的利用声压场信息的反演方法。首先通过快速场方法(FFM)计算声压场的理论预报值,其次根据贝叶斯理论基于似然函数建立实测声压场与理论声压场间的目标函数,最后依照Metropolis准则采样给出待反演参数的后验概率密度(PPD)作为反演结果。结果表明:依据本方法获得的反演结果与经典遗传算法(GA)寻优结果基本吻合;反演声压场与水池实测声场的相关系数达0.89;反演结果的不确定性表明与横波声速衰减、纵波声速衰减相比,弹性海底中的横波声速、纵波声速以及密度的不确定性更小。

关键词：地声反演快速场方法 Metropolis准则贝叶斯理论声压场不确定性分析遗传算法水池实验

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随机共振法估计二水听器时延差

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声学学报 2020年第5期45卷 646-654页

作者：夏峙李琪唐锐哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

针对二元阵航船目标方位估计问题,提出了一种基于随机共振滤波的航船辐射噪声双水听器时延差估计方法。设计了一种随机共振滤波器,提取航船螺旋桨旋转噪声在水听器接收信号中出现的本地时间,并通过滤波结果的互相关来估计目标辐射噪声... 详细信息

针对二元阵航船目标方位估计问题,提出了一种基于随机共振滤波的航船辐射噪声双水听器时延差估计方法。设计了一种随机共振滤波器,提取航船螺旋桨旋转噪声在水听器接收信号中出现的本地时间,并通过滤波结果的互相关来估计目标辐射噪声分别到达两个水听器的时延差。在5 dB的输入信噪比下进行200次仿真,提出方法时延估计的归一化均方误差要低于互谱方法一个数量级。对于海试中的非合作航船,提出的方法可以在1 km距离下准确估计出目标辐射噪声到达双水听器的时延差,从而为在二元阵上实现对航船目标的准确测向提供基础。

关键词：归一化均方误差时延差输入信噪比时延估计随机共振水听器二元阵辐射噪声

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单机动平台时差定位航路规划方法

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数字海洋与水下攻防 2023年第6期6卷 656-663页

作者：郭惠功曲龙庞佳蕙商志刚周锋哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨工程大学水声工程学院中国船舶集团有限公司第七〇三研究所

单机动平台基于时差定位（TDOA）对水下目标定位时，观测平台的航行轨迹对定位精度有很大影响。针对如何规划航路并提升定位精度的问题，提出了一种基于改进动态窗口法（DWA）的单平台航路规划方法。在传统DWA算法的评价函数中引入了以... 详细信息

单机动平台基于时差定位（TDOA）对水下目标定位时，观测平台的航行轨迹对定位精度有很大影响。针对如何规划航路并提升定位精度的问题，提出了一种基于改进动态窗口法（DWA）的单平台航路规划方法。在传统DWA算法的评价函数中引入了以水平精度因子（HDOP）最小化为准则设计的定位精度评价子函数。同时考虑到航向角和定位精度评价子函数的权重与观测平台到目标的距离有关，优化了航向角和定位精度评价子函数的权重系数，使其可以动态调整。仿真结果表明：改进DWA算法规划的航路能够在避开障碍物的同时提高定位精度。

关键词：航路规划动态窗口法水声定位时差定位水平精度因子

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近场反卷积聚焦波束形成声图测量

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声学学报 2020年第1期45卷 15-28页

作者：梅继丹石文佩马超孙大军哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室哈尔滨工程大学工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

为了提高声图测量中对多个声源的分辨能力和定位精度,给出了一种近场二维反卷积聚焦波束形成声图测量方法。推导了水下声图测量的广义卷积模型,根据声图测量中点传播函数移变但可预测的特点,通过预存点传播函数字典的方式,将波束形成过... 详细信息

为了提高声图测量中对多个声源的分辨能力和定位精度,给出了一种近场二维反卷积聚焦波束形成声图测量方法。推导了水下声图测量的广义卷积模型,根据声图测量中点传播函数移变但可预测的特点,通过预存点传播函数字典的方式,将波束形成过程中的卷积问题转化成叠加积分问题,并应用二维Richardson-Lucy迭代算法实现了二维移变模型情况下的近场二维反卷积求解,从而实现高分辨声图测量。通过仿真和海试对比了反卷积、常规声图测量和MVDR声图测量的性能,结果表明反卷积算法在500次迭代情况下聚焦峰尺度小于另外两种算法的1/2,旁瓣级下降超过6 dB.

关键词：声图测量广义卷积反卷积声源定位聚焦波束形成

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稀疏贝叶斯学习水声信道估计与脉冲噪声抑制方法

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声学学报 2021年第6期46卷 813-824页

作者：殷敬伟高新博韩笑张晓王大宇张锦灿哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 吉林大学计算机科学与技术学院长春130012 中国电子科技集团公司第五十四研究所石家庄050081

水声信道具有显著的稀疏特性,利用稀疏贝叶斯学习(SBL)算法能够实现稀疏水声信道的有效估计。针对SBL计算复杂度较高的问题,将广义近似消息传递-稀疏贝叶斯学习(GAMP-SBL)引入水声信道估计。该方法在SBL的框架下结合GAMP以消息传递的方... 详细信息

水声信道具有显著的稀疏特性,利用稀疏贝叶斯学习(SBL)算法能够实现稀疏水声信道的有效估计。针对SBL计算复杂度较高的问题,将广义近似消息传递-稀疏贝叶斯学习(GAMP-SBL)引入水声信道估计。该方法在SBL的框架下结合GAMP以消息传递的方式计算信道冲激响应,能够有效降低SBL的计算复杂度。针对假设背景噪声服从高斯分布的信道估计方法在脉冲噪声环境下性能下降问题,提出了基于GAMP-SBL的脉冲噪声抑制水声信道估计方法:首先利用脉冲噪声时域稀疏特性,采用GAMP-SBL估计脉冲噪声并进行抑制,然后再次利用GAMP-SBL实现水声信道估计.基于第九次北极科考冰下脉冲噪声的两次仿真结果表明,所提出的方法在归一化均方误差上相对于未进行脉冲噪声抑制的GAMP-SBL最大分别降低了18.71%,6.61%,在信道解码前误码率上最大分别降低了1.66%,4.05%,并且相对于Clipping方法更加稳健。在信噪比为20 dB时,误码率可低于10^(-2)。

关键词：稀疏贝叶斯学习水声信道估计脉冲噪声抑制归一化均方误差稀疏水声信道稀疏特性信道解码高斯分布

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浅海波导中基于平面波展开镜像法的等效源方法

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船舶力学 2025年第5期29卷 840-848页

作者：陈弈书石博旋张超商德江杭州应用声学研究所杭州310012 哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

针对浅海波导中弹性结构辐射的预报问题,提出一种基于平面波展开镜像法的等效源方法,该方法以等效源法为主体框架,在求解虚拟源强度以及远场声场计算时采用平面波展开镜像法表示声场Green函数。对于海底反射系数是入射角函数的情况,文中... 详细信息

针对浅海波导中弹性结构辐射的预报问题,提出一种基于平面波展开镜像法的等效源方法,该方法以等效源法为主体框架,在求解虚拟源强度以及远场声场计算时采用平面波展开镜像法表示声场Green函数。对于海底反射系数是入射角函数的情况,文中Green函数在镜像法的基础上将点声源辐射球面波做各向平面波分解,实现球形波阵面在非理想平面边界上声反射的准确计算。通过不同方法表示的Green函数之间的对比,验证本文Green函数的计算精度。本文对浅海波导中弹性圆柱壳的数值仿真结果证明了基于平面波展开镜像法的等效源方法声场重构的准确性。

关键词：浅海波导声场预报平面波展开镜像法等效源法

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非对称激励的宽带弯曲圆盘换能器

非对称激励的宽带弯曲圆盘换能器

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中国声学学会水声学分会2021～2022年学术会议

作者：孙浩卢苇蓝宇王厚琦郭荣真哈尔滨工程大学水声技术重点实验室海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部

针对对称式激励弯曲圆盘换能器工作频带窄的问题,本文提出了一种利用不同相位的非对称激励宽带弯曲圆盘换能器,基于双自由度耦合系统理论研究了不同相位的非对称激励方式对振动系统的影响;采用有限元的方法分析了上下两部分压电陶瓷激... 详细信息

针对对称式激励弯曲圆盘换能器工作频带窄的问题,本文提出了一种利用不同相位的非对称激励宽带弯曲圆盘换能器,基于双自由度耦合系统理论研究了不同相位的非对称激励方式对振动系统的影响;采用有限元的方法分析了上下两部分压电陶瓷激励信号的相位差异对发射电压响应的影响。仿真结果表明,非对称激励方式可以同时激励出弯曲圆盘换能器的对称与非对称的模态,从而极大的拓宽弯曲圆盘换能器工作的频带宽度,保持上下两部分压电陶瓷激励信号的幅度不变,针对工作频带内不同频点施加不同的相位差,在2kHz至18kHz的工作频带内发射电压响应为117dB,带内起伏4dB;该激励方式及对应的分析方法在宽带换能器的设计中具有潜在的应用价值。

关键词：弯曲圆盘换能器非对称激励宽带

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基于FPGA的数字式程控声呐发射机设计与实现

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中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第2期 0195-0199页

作者：陆飞扬朱建军付雁冰张淑娟荆喆哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨150001 三亚哈尔滨工程大学南海创新发展基地海南三亚572000 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

高效率、小型化、高集成度的程控声呐发射机是便携式、数字化和智能化主动声呐的核心功能分机。本文研究了可调占空比数字信号驱动的数字式程控发射机设计方案,在分析可调占空比数字驱动信号技术优势的基础上,以FPGA为核心处理器件,采用... 详细信息

高效率、小型化、高集成度的程控声呐发射机是便携式、数字化和智能化主动声呐的核心功能分机。本文研究了可调占空比数字信号驱动的数字式程控发射机设计方案,在分析可调占空比数字驱动信号技术优势的基础上,以FPGA为核心处理器件,采用D类功率放大电路设计并实现了8通道数字式程控发射机,在40%占空比条件下以超过80%的效率实现了单通道81.3W的功率输出,经各级电路测试和连续周期性工作,验证了设计方案的有效性和各项功能。

关键词： FPGA 数字式程控声呐发射机可调占空比 D类功放

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基于模型的环境修正匹配滤波算法

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哈尔滨工程大学学报 2021年第3期42卷 353-360页

作者：惠娟喻淇健唐开宇赵安邦郎俊杰王大宇哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学) 黑龙江哈尔滨150001 西藏大学工学院西藏拉萨850000 中国船舶工业系统工程研究院水声对抗技术重点实验室北京100036 中国电子科技集团公司第五十四研究所河北石家庄050081

由于主动声呐发射信号经过浅海多途信道传播后,回波信号与参考信号相关性降低,进而导致匹配滤波器检测性能下降。针对此问题,本文对基于模型的环境修正匹配滤波器进行了研究。通过修正匹配滤波器的参考信号,改善匹配滤波器受多径效应影... 详细信息

由于主动声呐发射信号经过浅海多途信道传播后,回波信号与参考信号相关性降低,进而导致匹配滤波器检测性能下降。针对此问题,本文对基于模型的环境修正匹配滤波器进行了研究。通过修正匹配滤波器的参考信号,改善匹配滤波器受多径效应影响时处理性能下降的问题。同时,本文进一步对比了2种信道估计算法。仿真分析和试验数据处理结果表明:验证了算法可在去除目标周围相关峰的同时,对噪声进行一定程度的抑制。本文算法改善了经典匹配滤波器因环境影响而使得其处理性能下降的问题。

关键词：匹配滤波主动声呐回波检测环境修正多途信道信道冲击响应维纳反卷积二阶锥规划

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