水声对抗仿真系统中的被动声纳仿真

水声主被动定位系统声模拟器设计的开题报告一、选题背景及意义水下声学定位技术在海洋勘探、水下航行、水下资源开发等领域具有广泛的应用前景。

其中，水声主被动定位系统是一种实现水下声学定位的重要方式。

水声主被动定位系统是指通过主动发射信号，被动接收信号的方式，利用声信号在水中传播的特性，实现对目标位置的定位。

在水声主被动定位系统的研究中，声模拟器是一个重要的工具。

声模拟器可以对不同方案的定位算法进行验证和比较，也可以对声信号处理算法进行评估和改进。

因此，本文将从声模拟器设计的角度出发，对水声主被动定位系统的研究进行探讨，旨在提高水下声学定位技术的研究水平，为水下勘探、水下通信等领域的应用提供技术支持。

二、选题的研究背景随着海洋经济的不断发展，对水下资源的开发和探索需求不断增加。

而水下声学定位技术以其准确性和可靠性，成为了海底勘探、海底油气开发等领域中不可或缺的技术手段。

水声主被动定位系统是实现水下声学定位的重要方式之一，其在水下目标探测、水下导航、海底油气等方面都具有广泛应用前景。

在水声主被动定位系统的研究中，声模拟器是一个非常重要的工具。

声模拟器可以模拟声源和接收器之间的传播路径，进而产生不同参数下的声信号，并通过这些信号来验证不同方案的定位算法和声信号处理算法。

声模拟器的设计不仅可以提高声学定位算法的研究水平，还可以提高声信号处理算法的研究水平，为开展更为深入地研究提供基础。

三、主要研究内容1. 水声信号模拟器的设计方法研究2. 模拟声源和接收器之间的传播路径3. 建立声信号处理算法和定位算法的评估模型四、研究方案及进度安排1. 二月份：文献综述。

本部分主要是对水声主被动定位系统的原理、声学模拟的研究成果、现有模拟器的情况的梳理和总结。

2. 三月份：研究方法的探讨。

本部分将梳理现有的水声信号模拟技术，探索一种快速、精确的模拟加工方法，确定可行的研究方向。

3. 四月份：模拟器的建立。

本部分将完成声电励磁、声波传输、信号重建等环节的技术方案设计，并验证可行性，进一步进行实现。

被动拖曳声呐模拟器关键技术
崔化超;王益乐;俞剑
【期刊名称】《指挥信息系统与技术》
【年(卷),期】2018(009)001
【摘要】从声呐员教学培训和日常演练角度出发,设计了一套被动拖曳声呐模拟器软件.对声呐工作过程中的目标、信道和信号处理3大要素进行仿真,建立了目标辐射噪声和水声相干多途信道模型,采用自适应波束形成算法仿真被动声呐的目标检测处理,对拖船自噪声进行噪声抵消,并通过导调模块实现环境、目标和装备的参数装订.软件实现结果表明,该方法可逼真模拟被动声呐工作全过程,可准确表现目标及水声信道特性,在理论研究和模拟训练领域具有重要应用价值.
【总页数】5页(P28-32)
【作者】崔化超;王益乐;俞剑
【作者单位】中国电子科技集团公司第二十八研究所南京210007;中国电子科技集团公司第二十八研究所南京210007;中国电子科技集团公司第二十八研究所南京210007
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.拖曳阵声呐被动探测使用 [J], 刘良权;朱慧
2.被动拖曳声呐模拟器关键技术 [J], 崔化超;王益乐;俞剑;
3.拖曳声呐流噪声场模型研究 [J], 李劲松; 张浩; 林聪仁; 宋睿平
4.一种被动拖曳声纳阵列信号模拟器设计 [J], 刘清宇;李磊;蔡惠智
5.一种主/被动声呐目标回波信号模拟器的研制 [J], 杨日杰;田宝国;何友
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水声对抗系统仿真体系架构分析水声对抗系统是指一种采用水声技术实现的军事作战系统，该系统常常用于水下目标侦察、警戒、追踪、攻击等方面。

水声对抗系统具有一定的复杂性和不确定性，因此需要进行系统仿真，并对其体系架构进行分析。

水声对抗系统仿真体系架构分析可以分为以下几个部分：一、系统分析水声对抗系统主要由传感器、跟踪器、攻击器等部分组成，其中传感器是获取目标信息的重要组成部分，跟踪器是对目标进行跟踪和定位的组成部分，攻击器是对目标进行攻击的组成部分。

系统仿真需要对这些部分进行分析，确定每个部分的功能和性能要求，以便对系统进行整体仿真。

二、仿真环境水声对抗系统的仿真需要在水下环境中进行，因此需要搭建适合的仿真环境。

该环境需要反映出真实环境下的各种复杂因素，例如水下声传播、洋流、水温等因素。

针对不同的应用场景，需要选择不同的仿真环境，以实现真实性和可靠性的仿真需求。

三、仿真模型系统仿真需要建立各个部分的仿真模型，这些模型需要反映出各个部分的工作方式和性能特征。

例如，传感器模型需要模拟传感器的探测能力和探测范围，跟踪器模型需要模拟目标的运动轨迹和离散时间状态，攻击器模型需要模拟攻击器的攻击能力和攻击时间等。

四、仿真算法系统仿真需要使用各种算法来模拟模型，例如传感器模型需要使用声学信号处理算法，跟踪器模型需要使用目标跟踪算法，攻击器模型需要使用武器部署算法等。

这些算法需要根据仿真需求进行选择和优化，以便实现仿真准确性和效率性的平衡。

五、仿真评估系统仿真需要进行评估和验证，以确保仿真的可靠性和逼真性。

评估需考虑指标，比如传感器的信噪比、定位误差、目标追踪误差、攻击命中率等，以及各个组成部分之间的协调性和一体化程度。

在水声对抗系统仿真体系架构分析中，需要从体系结构、环境、模型、算法和评估等方面进行细致分析，并根据实际仿真需求进行系统优化和改进。

这样才能够实现完整的仿真体系架构分析，为水声对抗系统的设计和运用提供更加准确和可靠的支持。

作者简介：殷敬伟，工学博士，教授，中心主任/院长；生雪莉，工学博士，教授；通讯作者：高明生，法学硕士，副研究员；周天，工学博士，教授；郭龙祥，工学博士，副教授；韩笑，工学博士，讲师；朱广平，工学博士，副教授；陈文剑，工学博士，讲师。

基金项目：黑龙江省虚拟仿真实验教学项目“复杂海洋环境中的声呐探测性能分析实验”；黑龙江省高等教育教学改革项目“结合虚拟仿真平台的面向复杂海洋环境的声纳探测性能分析实验”。

教育部自2013年起，分批建设了多个具有引领示范作用的虚拟仿真实验教学中心[1]，并于2018年1月公布了首批建设的105门国家虚拟仿真实验教学项目，标志着虚拟仿真技术在国内实验教学应用的大幕正式开启。

复杂海洋环境中的声呐被动探测性能分析实验是国防特色专业水声工程人才培养中的重要教学内容，它对学生创新思维、创新能力的培养与激发起着非常重要的作用。

但由于现实条件制约，学校无法保证为每位学生都提供亲临各个海域进行声呐设备实验的条件。

1 传统实验教学方式中存在的不足1.1 受实验仪器设备等条件的影响水声工程是一个实践性较强，且具有很强的国防特色的工科专业。

国防特色属性，注定了它在学生实践能力培养方面对所需仪器设备性能指标要求的高标准和高要求，间接造成国防特色专业实验成本较普通专业偏高，无法保证学生在进行实验教学活动中每人有一套设备。

1.2 受实验环境的影响水声工程专业是一个研究声波在水中传播特性的科学，因此本专业人才培养离不开到海区进行海况的实验。

由于我国海岸线较长、海域辽阔、海况复杂，所以不可能保证每位学生都有对所有海况进行实验的机会。

1.3 受实验教师人数的影响由于实验教师在职称评定、工资待遇方面不受重视，导致实验教师队伍人数偏少，同时随着高校本科人才培养规模的不断扩大，实验指导教师相较于日益增长的学生而言相对短缺，无法实现小班上课或使用研讨式、探究式授课。

2 复杂海洋环境中声呐探测性能分析虚拟实验设计思路2.1 虚拟实验需求背景及设计思路2.1.1 需求背景声呐设备是利用声波进行水下通信、探测的船舶电子设备之一，为船舶安全航行和信息获取提供技术保障。