检索结果-内蒙古大学图书馆

哈尔滨工程大学学报 2022年第5期43卷 706-712页

作者：向悠扬惠娟郭嘉宾赵安邦哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室四川成都611731 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)工业和信息化部黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨150001 西藏大学信息科学技术学院西藏拉萨850000 中国船舶工业系统工程研究院水声对抗技术实验室北京100036

为了在低信噪比下进行水下信源数的准确估计,将信源数估计算法推广至声矢量阵声压振速联合信息处理。研究了2种联合信息处理方式的原理,针对观测方位固定可能导致某些方位的信号由于空间滤波被滤除,提出一种新的观测方位的选择方法,对... 详细信息

为了在低信噪比下进行水下信源数的准确估计,将信源数估计算法推广至声矢量阵声压振速联合信息处理。研究了2种联合信息处理方式的原理,针对观测方位固定可能导致某些方位的信号由于空间滤波被滤除,提出一种新的观测方位的选择方法,对方位角进行扫描,取协方差矩阵行列式值的绝对值最大的协方差矩阵对应的方位作为观测方位。理论分析和仿真实验表明:相比于选择固定观测方位,采用新的观测方位选择方法进行联合信息处理的处理增益更大,信源数估计算法可以在更低的信噪比下进行准确估计。

关键词：声矢量阵声压振速联合信息处理信源数估计改进最小长度描述准则特征空间投影法观测方位协方差矩阵信号处理

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一种小尺寸惯性式矢量水听器的振速放大结构设计

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中国惯性技术学报 2021年第3期29卷 381-386页

作者：马鑫洪连进吴鸿博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 沈阳辽海装备有限责任公司沈阳110000

矢量水听器是一种测量水下声场信息的传感器,工作在低频段的惯性式矢量水听器拾振敏感元件常采用检波器。针对目前由检波器制作的惯性式矢量水听器结构尺寸偏大、灵敏度较低且不便于工程应用的问题,提出一种双锥形声速喇叭的振速放大结... 详细信息

矢量水听器是一种测量水下声场信息的传感器,工作在低频段的惯性式矢量水听器拾振敏感元件常采用检波器。针对目前由检波器制作的惯性式矢量水听器结构尺寸偏大、灵敏度较低且不便于工程应用的问题,提出一种双锥形声速喇叭的振速放大结构,可提高灵敏度且降低整体尺寸。首先通过分析惯性式矢量水听器的工作原理,制作出一种直径为Ф56mm的小尺寸二维惯性式矢量水听器;然后,基于理论分析与有限元仿真,设计并制作出一个边长为20 cm的二维双锥形声速喇叭以验证喇叭对振速的放大作用。通过对比测试有无喇叭悬挂结构时的矢量水听器输出的灵敏度,得到有喇叭悬挂时可提升5 dB的灵敏度,验证其对振速的放大效果。测试结果表明设计指标与理论基本相符,适合搭载在平台用于水声低频探测和定位。

关键词：矢量水听器声速喇叭检波器灵敏度

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利用辐射噪声对舰船进行定位

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哈尔滨工程大学学报 2021年第7期42卷 921-927页

作者：刘亚琴杨士莪张海刚郭俊媛刘岩哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨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 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对具有弹性海底环境中舰船目标的定位问题,本文利用辐射噪声对舰船目标进行定位研究。在匹配场定位原理的基础上,定义海洋波导频谱峰值对应的频率与接收信号的频谱峰值对应的频率差值为代价函数,当代价函数值最小时即为目标声源的深... 详细信息

针对具有弹性海底环境中舰船目标的定位问题,本文利用辐射噪声对舰船目标进行定位研究。在匹配场定位原理的基础上,定义海洋波导频谱峰值对应的频率与接收信号的频谱峰值对应的频率差值为代价函数,当代价函数值最小时即为目标声源的深度与距离。在典型声速剖面环境下,无论辐射噪声功率谱是单纯的连续谱或是连续谱叠加线谱,仿真结果表明:本文定位方法均能有效估计目标距离,当辐射噪声功率谱叠加线谱时会降低方法的定位精度,但可以通过增大使用频段范围弥补方法定位精度的下降。将所提定位方法应用到舟山获取的的实验数据中,能够有效对舰船目标进行定位估计。

关键词：舰船目标辐射噪声连续谱匹配场频谱峰值频率差值弹性海底被动定位

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声波导中空间类自弯曲波束构建研究

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哈尔滨工程大学学报 2021年第8期42卷 1083-1088页

作者：郭威杨德森哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨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 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对类自弯曲波束的构建问题,本文提出一种在波导内构建空间类自弯曲波束的方法。含可吸收液态散射体波导中声波发生能量全透射时,声波将绕过散射体传播。通过人为设计声波导中散射体的形状,将散射体边界拟定为传播轨迹,计算对应的全透... 详细信息

针对类自弯曲波束的构建问题,本文提出一种在波导内构建空间类自弯曲波束的方法。含可吸收液态散射体波导中声波发生能量全透射时,声波将绕过散射体传播。通过人为设计声波导中散射体的形状,将散射体边界拟定为传播轨迹,计算对应的全透射声场,构建出以散射体边界为轨迹的类空间自弯曲波束。采用相同手段构建了浅海声道轴高汇聚波束,获得的类自弯曲波束能够在传播时表现出自发弯曲特性,且保留了自愈性,即使主峰被截断,声波传播一定距离后也会自动重构主峰。自发弯曲特性和自愈性使得这些波束在强抗干扰声通信方面具备应用潜力。获得的声道轴高聚焦波束在传播时高度汇聚于声道轴附近,与海面海底无相互作用,可用于超远距离声通信。本文方法亦适用于发掘更多特殊空间波束。

关键词：类自弯曲波束声道轴高聚焦波束含散射体波导声波最大透射自愈性类贝塞尔波束类韦伯波束类马蒂厄波束

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密集杂波背景下的水下多目标跟踪方法

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导航定位与授时 2023年第5期10卷 31-39页

作者：张博宇齐滨王晋晋梁国龙哈尔滨工程大学水声工程学院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

水下多目标跟踪是水声信号处理领域研究的热点和难点问题。高斯混合概率假设密度(Gaussian mixture probability hypothesis density, GM-PHD)滤波器以其高效的计算效率为解决水下多目标跟踪问题提供了保证。然而，GM-PHD滤波器在跟踪... 详细信息

水下多目标跟踪是水声信号处理领域研究的热点和难点问题。高斯混合概率假设密度(Gaussian mixture probability hypothesis density, GM-PHD)滤波器以其高效的计算效率为解决水下多目标跟踪问题提供了保证。然而，GM-PHD滤波器在跟踪目标时需要先验已知新生目标的强度，否则其性能会出现严重退化。针对该问题，提出一种滑动窗两步初始化高斯混合概率假设密度(sliding window two step initialization GM-PHD, SWTSI-GMPHD)滤波器。将提出的滑动窗两步初始化方法嵌入GM-PHD滤波器，利用滑动窗两步初始化方法估计新生目标强度，减少杂波干扰导致跟踪结果中出现的虚假目标。仿真实验表明，在杂波密集环境下，相较于其他跟踪方法，提出方法将跟踪精度提高69.84%,52.62%和41.05%。

关键词：水声信号处理水下多目标跟踪概率假设密度主动声呐密集杂波环境

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水下单信标导航航路规划和最优航路接近方法

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导航定位与授时 2023年第5期10卷 18-30页

作者：张新宇王燕邹男梁国龙付进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

相比于传统的长基线和超短基线等导航方式，水下单信标导航具有布放简单的优点，但其导航精度有待进一步提高。为此，提出了单信标导航的航路规划方案，通过泰勒级数展开推导了水平位置精度因子的表达式，并分析了导航点和声信标的相对... 详细信息

相比于传统的长基线和超短基线等导航方式，水下单信标导航具有布放简单的优点，但其导航精度有待进一步提高。为此，提出了单信标导航的航路规划方案，通过泰勒级数展开推导了水平位置精度因子的表达式，并分析了导航点和声信标的相对几何位置关系对导航精度的影响，最终提出了航路规划方案。在此基础上，还提出了自主水下航行器(autonomous underwater vehicle, AUV)从其他位置接近最优航路的方法，包括两部分：一是建立以时延为观测量的滤波模型，利用滤波算法实时获取AUV的位置估计值；二是基于可观测度分析结果对最优航路接近过程的轨迹进行了设计。二者的结合使得AUV高效率且高精度地逼近最优航路。仿真证明了采用所提出的航路规划方案和最优航路接近方法可以提高导航精度，航路规划方案使得AUV位置估计的均方根误差近似为2 m。

关键词：航路规划最优航路接近精度分析可观测度单信标导航

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生物听觉耦合机制的矢量组合阵方位估计方法

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哈尔滨工程大学学报 2021年第7期42卷 1015-1021页

作者：方尔正桂晨阳孙纯陈峰王欢哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨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 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对有限安装空间条件下小孔径基阵方位估计性能较差的问题,本文借鉴奥米亚棕蝇听觉系统的耦合放大机制,提出了一种基于仿生物听觉耦合系统的小孔径矢量组合阵方位估计方法。该方法利用单矢量传感器接收信号与噪声的声压和各个振速的相... 详细信息

针对有限安装空间条件下小孔径基阵方位估计性能较差的问题,本文借鉴奥米亚棕蝇听觉系统的耦合放大机制,提出了一种基于仿生物听觉耦合系统的小孔径矢量组合阵方位估计方法。该方法利用单矢量传感器接收信号与噪声的声压和各个振速的相关特性设计了矢量声强滤波器,然后对小孔径组合阵声压通道接收数据进行滤波以提高信噪比,最后将仿生学听觉耦合机制拓展至该小孔径阵列,放大相邻阵元的相位差,从而获得具有较好DOA估计性能的CBF和MVDR方法。仿真结果表明:矢量听觉耦合算法在阵孔径小于常规10倍时,均可获得较好的空间谱,有效的提高的小平台阵列算法的性能。

关键词：小孔径组合阵列矢量水听器声强滤波器阵列信号处理方位估计机械耦合耦合放大

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基于深度学习的水下目标姿态识别

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哈尔滨工程大学学报 2021年第10期42卷 1503-1509页

作者：李秀坤徐天杨嵇守聪哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨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 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

水下安静型目标主动探测与识别问题中,确定目标与发射装置的相对姿态是目标探测的关键。本文结合水下目标声散射回波机理,对目标的声散射回波成分进行信号特性分析,结合分数阶傅里叶变换对声散射回波进行特征提取;利用循环神经网络保存... 详细信息

水下安静型目标主动探测与识别问题中,确定目标与发射装置的相对姿态是目标探测的关键。本文结合水下目标声散射回波机理,对目标的声散射回波成分进行信号特性分析,结合分数阶傅里叶变换对声散射回波进行特征提取;利用循环神经网络保存目标回波时间序列信息,实现对序列信号的动态建模;分别将分数阶傅里叶域特征与频谱结构特征作为训练对象,构建水下目标回波角度识别模型并进行对比,实现对不同声波入射角度下目标回波的分类识别。水池实验数据处理结果表明:本文提出的分数阶傅里叶特征与长短期记忆系统结合的深度神经网络模型,各项评估指标均优于以频谱结构为训练特征的深度网络模型,验证了本文方法对目标姿态识别的有效性。

关键词：水下目标识别目标回波声波入射角度特征提取分数阶傅里叶变换时序结构深度学习循环神经网络

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单矢量水听器水声材料声反射系数自由场测量

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哈尔滨工程大学学报 2021年第4期42卷 491-496页

作者：时胜国王超胡博哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全重点实验室(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

针对测量中试样边缘衍射效应与多途干扰的问题,本文提出了一种斜入射条件下水声材料声反射系数宽带测量方法。结合脉冲声发射技术与后置逆滤波技术,在时域上剔除干扰声信号;随后将单矢量水听器看作三元接收阵,充分利用单矢量水听器接收... 详细信息

针对测量中试样边缘衍射效应与多途干扰的问题,本文提出了一种斜入射条件下水声材料声反射系数宽带测量方法。结合脉冲声发射技术与后置逆滤波技术,在时域上剔除干扰声信号;随后将单矢量水听器看作三元接收阵,充分利用单矢量水听器接收信号模型特点,通过求解超定方程组分离直达声与反射声,解决了信号混叠的问题。数值仿真与实验研究结果表明:本文所述测试方法可有效实现斜入射条件下的水声材料声反射系数的自由场大样测试,但受限于发和换能器的低频发射能力,实验结果在高频段与理论值吻合较好。

关键词：声反射系数水声材料单矢量水听器边缘衍射效应超定方程组测量自由场斜入射

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冰下脉冲噪声特性及信号检测性能分析

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哈尔滨工程大学学报 2021年第5期42卷 670-679页

作者：廖志宇朱广平殷敬伟王成赵宿辰秦振林哈尔滨工程大学水声重点实验室黑龙江哈尔滨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 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对冰下噪声的显著脉冲特征及其对冰下的探测声呐的干扰的问题,本文采用第8次北极科考声学实验和松花江实验获得的冰下噪声数据,研究其统计特性及对匹配滤波器检测性能的影响。分析了冰下噪声数据的统计特性,采用Alpha稳定分布作为统... 详细信息

针对冰下噪声的显著脉冲特征及其对冰下的探测声呐的干扰的问题,本文采用第8次北极科考声学实验和松花江实验获得的冰下噪声数据,研究其统计特性及对匹配滤波器检测性能的影响。分析了冰下噪声数据的统计特性,采用Alpha稳定分布作为统计模型,通过分数低阶矩法估计噪声数据获得的Alpha稳定分布参数并对噪声数据进行拟合并同高斯分布拟合情况进行对比,采用蒙特卡罗(Monte-Carlo)方法,利用实际冰下噪声数据及仿真数据分析匹配滤波检测性能,结果表明:冰下噪声具有非高斯性,拖尾较重;相比高斯分布,Alpha稳定分布更符合实际冰下噪声统计特性;相同信噪比下,宽带脉冲信号抑制冰下脉冲噪声性能优于窄带脉冲信号,并且不同特征指数α对检测性能有一定的影响。本文的研究结果可为在冰下工作的主动声呐设计及性能预报提供一定的理论依据。

关键词：冰下脉冲噪声 Alpha稳定分布分数阶矩法高斯分布蒙特卡罗法匹配滤波器 ROC曲线主动声呐

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