检索结果-内蒙古大学图书馆

哈尔滨工程大学学报 2025年第3期46卷 521-528页

作者：刘亚东方尔正霍中皓哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨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) 黑龙江哈尔滨150001 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

针对小平台声呐基阵对阵列结构和增益的要求,本文设计了一种由单矢量水听器与声压垂直阵组成的组合垂直声呐阵列。基于组合垂直阵的理论模型提出了一种基于平均声强器的方位估计方法,定量推导了组合垂直阵在三维空间内的增益转化情况并... 详细信息

针对小平台声呐基阵对阵列结构和增益的要求,本文设计了一种由单矢量水听器与声压垂直阵组成的组合垂直声呐阵列。基于组合垂直阵的理论模型提出了一种基于平均声强器的方位估计方法,定量推导了组合垂直阵在三维空间内的增益转化情况并对组合垂直阵的频率特性进行分析。理论研究结果表明:该阵列不仅能够为垂直阵增添水平方位估计能力,而且可以通过三维空间内增益的转化将垂直阵在俯仰方向上的增益转化为水平方向上的增益。通过增益转化,N元组合垂直阵在水平方向上可获得5lg N的增益;平均声强器算法充分弱化了组合垂直阵对信号频率的要求,使其在f_(0)~2f_(0)内可以获得足够大的水平增益。海试的试验结果验证了本文理论的正确性。

关键词：小平台声呐组合垂直阵矢量水听器声压水听器被动探测增益转化方位估计平均声强器

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变分模态分量降噪后重构的水声弱信号检测

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声学学报 2023年第2期48卷 303-311页

作者：苏欣李浩聂东虎周锋乔钢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

针对能量检测法在低信噪比下对非合作水声探测信号的检测性能显著下降的问题,提出了一种组合变分模态分解和小波变换降噪重构的信号检测方法。以信号分解出的各个本征模态函数的近似熵与互相关系数比值作为分量分类参数,将所得分量分为... 详细信息

针对能量检测法在低信噪比下对非合作水声探测信号的检测性能显著下降的问题,提出了一种组合变分模态分解和小波变换降噪重构的信号检测方法。以信号分解出的各个本征模态函数的近似熵与互相关系数比值作为分量分类参数,将所得分量分为信号分量、含噪信号分量与噪声分量,然后利用第二代小波变换对含噪信号分量降噪后与信号分量组成重构信号,最后对重构信号进行检测。数值仿真结果表明该方法可以在无先验信息的情况下对CW和LFM信号自适应降噪,信噪比0 dB以下时CW信号重构后信噪比提升约12 dB,宽带LFM信号信噪比提升约8~9 dB,有效提升了低虚警概率下信号的检测概率。湖试结果表明,虚警概率为0.1时检测概率可提升至0.9以上,验证了该方法的有效性。

关键词：水下弱信号检测变分模态分解小波降噪信号重构

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测向误差特征辅助两步式网络的水声纯方位定位方法

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声学学报 2023年第2期48卷 291-302页

作者：孙大军傅笑盈滕婷婷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

围绕水声分布式纯方位定位问题,针对传统方法的远距离定位精度低、定位结果易受初值影响等缺点,提出了一种测向误差特征辅助两步式全连接层神经网络(DFE-TS-FCNN)的纯方位定位方法。使用神经网络进行定位,提高远距离定位精度并消除初值... 详细信息

围绕水声分布式纯方位定位问题,针对传统方法的远距离定位精度低、定位结果易受初值影响等缺点,提出了一种测向误差特征辅助两步式全连接层神经网络(DFE-TS-FCNN)的纯方位定位方法。使用神经网络进行定位,提高远距离定位精度并消除初值影响,输入特征是目标方位角测量值和测向误差标准差估计值。使用两步式网络结构抑制网络过拟合,分类网络确定目标区域后,再用对应的定位网络估计目标位置。蒙特卡洛仿真实验中,所提方法在近距离达到了与迭代加权最小二乘算法和迭代总体最小二乘算法相近的定位精度,在远距离定位精度大幅提高、约束均方根误差(RMSE)小于2.5 km的条件下,最远可定向距离相比传统方法从12.6 km提升至22.7 km。在实际数据中,该方法也获得了较好的定位结果。

关键词：纯方位定位全连接层神经网络最小二乘算法最大似然算法均方根误差

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浅海粗糙海底声散射建模及声场特性

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物理学报 2024年第3期73卷 126-133页

作者：汪磊黄益旺郭霖任超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 中国科学院声学研究所东海研究站上海201815

声散射是海洋声学的重要内容,海底表面的不平整性形成的声散射是海洋中引起声传播起伏的原因之一.针对海底表面粗糙度声散射问题,建立了水平分层浅海波导中海底散射声场模型.该模型将简正波理论与Lambert定律相结合.基于该模型获得了散... 详细信息

声散射是海洋声学的重要内容,海底表面的不平整性形成的声散射是海洋中引起声传播起伏的原因之一.针对海底表面粗糙度声散射问题,建立了水平分层浅海波导中海底散射声场模型.该模型将简正波理论与Lambert定律相结合.基于该模型获得了散射声场声压的振幅与相位的统计分布,并数值模拟了海底散射声场的强度及其空间相关系数,实现了粗糙界面条件下海底散射声场预报,揭示了散射声场空间特性随海底粗糙度的变化规律.结果表明,使用Lambert定律描述粗糙界面声散射时,在海底粗糙度小于波长情况下,随着空间距离的增大,空间两个不同位置的散射声场的空间相关系数具有周期性振荡衰减的变化规律,并且在垂直方向上,振荡周期更大,衰减更慢.当粗糙度增大时,水平和垂直相关系数振荡幅度逐渐增大,水平相关系数振荡周期数逐渐减少,在接收点逐渐靠近海底时,垂直相关系数不再发生衰减,这是海底声散射减弱的结果.本文模型理论亦可推广到粗糙海面的声散射建模中.对于非水平海底情况,采用耦合简正波或绝热简正波理论进行声传播建模,可以得到距离有关波导中粗糙界面的散射声场.

关键词：海底声散射简正波 Lambert定律空间相关

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多站联合观测非合作目标的定位批号关联算法

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声学学报 2024年第5期49卷 1005-1018页

作者：梁国龙李硕邹男李想李宇昂哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨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 青岛海纳水下信息技术有限公司青岛266400

在多站联合对非合作多目标进行定位场景中,提出了一种批号关联算法。该方法利用模糊数学理论描述已关联集和待关联量测中方位信息、连续谱特征信息和线谱特征信息之间的模糊隶属度,构建综合模糊关系矩阵进行二维关联,通过设置隶属度门... 详细信息

在多站联合对非合作多目标进行定位场景中,提出了一种批号关联算法。该方法利用模糊数学理论描述已关联集和待关联量测中方位信息、连续谱特征信息和线谱特征信息之间的模糊隶属度,构建综合模糊关系矩阵进行二维关联,通过设置隶属度门限消除低隶属度关联的影响。仿真结果表明,所提算法克服了传统算法在目标增多关联成功率下降的问题,在一定的漏报虚警时关联结果召回率可达到0.8以上,关联结果精度也保持在较高水平。仿真结果及试验数据均验证了该方法在复杂水下环境中较好的目标关联定位性能。

关键词：目标关联特征信息多站联合观测非合作目标模糊隶属度函数

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阻抗和厚度梯度变化准周期结构水下声学特性研究

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振动与冲击 2023年第4期42卷 212-218,255页

作者：杜逸眉胡博李明杰时胜国时洁哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学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150001

周期结构在减振降噪、滤波等方面具有很大的应用潜力。功能梯度材料是近年出现的具有优良性能的新型复合材料。为了满足水下低频宽带应用的要求,将周期结构和功能梯度材料相结合,提出了厚度和阻抗梯度变化的准周期结构。利用传递矩阵法... 详细信息

周期结构在减振降噪、滤波等方面具有很大的应用潜力。功能梯度材料是近年出现的具有优良性能的新型复合材料。为了满足水下低频宽带应用的要求,将周期结构和功能梯度材料相结合,提出了厚度和阻抗梯度变化的准周期结构。利用传递矩阵法,对厚度和阻抗梯度变化的准周期结构进行了反射系数的仿真,与周期结构带隙特性进行了比较,分析了厚度与阻抗对准周期结构带隙的影响,最后根据仿真结果制备了试验样品,进行了水下验证试验。研究结果表明,厚度和阻抗梯度变化的准周期结构,第一带隙具有更低的起始频率与更高的截止频率,阻抗梯度变化对准周期结构带隙特性的影响大于厚度梯度变化。研究结果可为利用准周期结构实现水下低频宽带的减振降噪提供参考。

关键词：阻抗梯度变化周期结构减振降噪

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VMD-小波去噪与双线性ResNet结合坐标注意力机制的水声信号调制识别方法

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哈尔滨工程大学学报 2025年

作者：周锋韦少帅乔钢哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室工业和信息化部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) 哈尔滨工程大学水声工程学院

针对复杂的水声环境噪声干扰导致提取信号特征不明显、水声通信调制信号类内差异大、类间相似导致调制识别准确率低的问题，本文提出一种基于去噪与改进的ResNet网络调制识别方法。运用变分模态分解与小波相结合的去噪方法，保留了低相... 详细信息

针对复杂的水声环境噪声干扰导致提取信号特征不明显、水声通信调制信号类内差异大、类间相似导致调制识别准确率低的问题，本文提出一种基于去噪与改进的ResNet网络调制识别方法。运用变分模态分解与小波相结合的去噪方法，保留了低相关性模态分量含有的有效信息；运用双线性ResNet18使网络具备捕获区分性强的局部信息；引入坐标注意力机制，使网络不仅能关注通道信息也能关注图像的空间信息。仿真结果表明：本文降噪方法相关系数更高、均方根误差均提高了20%；以0dB条件为例，本文改进网络准确率相比于ResNet提升了8%，7种调制信号都达到了95%以上，调相调制准确率也达到了90%。

关键词：水声通信调制识别残差网络去噪双线性模型注意力机制神经网络变分模态

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一种水下运动体目标参数联合估计方法

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声学学报 2025年第1期50卷 45-58页

作者：郑翠娥程驰宇孙大军李宗晏哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨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 哈尔滨工程大学青岛创新发展基地青岛266000

为解决声速测量不准和姿态传感器安装偏差引起的水下体目标垂向运动轨迹估计有偏问题,提出了一种水下运动体目标参数联合估计方法,将声速误差、安装姿态误差作为未知参数与运动轨迹进行联合估计。理论分析和仿真结果表明,声速误差、安... 详细信息

为解决声速测量不准和姿态传感器安装偏差引起的水下体目标垂向运动轨迹估计有偏问题,提出了一种水下运动体目标参数联合估计方法,将声速误差、安装姿态误差作为未知参数与运动轨迹进行联合估计。理论分析和仿真结果表明,声速误差、安装姿态误差主要影响体目标垂向轨迹估计性能,所提联合方法有效消除了由系统误差引起的垂向运动轨迹系统偏差。海上试验以压力计测量深度为参考评定体目标轨迹长基线估计方法的垂向估计性能,所提方法将3.67 m的垂向轨迹偏差减小至0.02 m,提高了体目标垂向运动轨迹估计准确度。

关键词：长基线定位体目标运动轨迹估计系统误差估计

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联合多传感器的水下多目标无源声学定位

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声学学报 2024年第1期49卷 16-27页

作者：李想王燕齐滨郝宇梁国龙张涵哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨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 青岛海纳水下信息技术有限公司青岛266400

在多传感器无源声学定位问题中,不同传感器接收的来自同一目标的信号均对应于此目标位置,依据这一物理基础,提出了一种基于粒子滤波的无源声学定位方法,以有效融合多传感器数据,进而提高定位性能。该方法将粒子滤波中的似然函数定义为... 详细信息

在多传感器无源声学定位问题中,不同传感器接收的来自同一目标的信号均对应于此目标位置,依据这一物理基础,提出了一种基于粒子滤波的无源声学定位方法,以有效融合多传感器数据,进而提高定位性能。该方法将粒子滤波中的似然函数定义为粒子状态所对应不同传感器信号之间互相关输出的乘积。该似然函数的设计确保所提方法可以充分获取多传感器的处理增益。此外,所提方法摆脱了传统定位范式,因此可以规避传统定位范式必须面对的测量−跟踪关联问题。湖上试验表明,在强多途干扰的条件下,传统定位方法的平均定位误差为7.2 m,而所提方法的平均定位误差为1.2 m,具有更好的性能。

关键词：粒子滤波检测前跟踪无源声学定位互相关

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水下隔声结构设计及评价方法

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声学学报 2023年第2期48卷 383-394页

作者：李琪赵振星尚大晶唐锐卢璐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

为使用混响法快捷地测量水下结构物的辐射噪声,需基于港口或海岸建造海上混响水池。针对内外都是水情况下的海上混响水池壁面隔声问题,设计了一种带梁空气夹层板水下隔声结构,通过仿真比较了不同参数的空气夹层板的隔声性能。为评价声... 详细信息

为使用混响法快捷地测量水下结构物的辐射噪声,需基于港口或海岸建造海上混响水池。针对内外都是水情况下的海上混响水池壁面隔声问题,设计了一种带梁空气夹层板水下隔声结构,通过仿真比较了不同参数的空气夹层板的隔声性能。为评价声波无规入射情况下水下大尺寸隔声结构隔声性能,提出了一种混响评价方法,通过隔声实验比较了混响法与脉冲法的不同。结果表明:带梁空气夹层板的水下隔声性能优异,声波无规入射情况下,面板厚度0.015 m、空气层厚度0.020 m的带梁空气夹层板在2~10 kHz频段插入损失大于20 dB;混响法可以有效评价大尺寸水下隔声结构的平均隔声性能,其反映的声波无规入射的平均隔声性能更接近于实际应用情况。

关键词：水下隔声结构隔声性能插入损失混响法

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