第1章 双基地声呐概述 1
1.1声呐的定义与结构 1
1.2声呐的分类 1
1.2.1按工作原理分类 2
1.2.2按声呐的系统组成分类 2
1.3收发分置声呐的系统配置 3
1.4双/多基地声呐的特点 4
1.4.1多基地声呐的结构特点 5
1.4.2多基地声呐的技术特点 5
1.5双/多基地声呐的研究历史及现状 7
1.5.1国外研究发展状况 7
1.5.2国内研究发展状况 11
第2章 双基地声呐方程 13
2.1声呐方程的建立 13
2.2主动和被动声呐方程 14
2.3双基地声呐方程 16
2.3.1双基地声呐的系统配置 16
2.3.2双基地声呐方程 17
2.4双基地声呐作用距离 19
2.4.1噪声限制下的作用距离估计 19
2.4.2算例 20
第3章 双基地声呐定位的基本理论 22
3.1空间定位的基本原理 22
3.1.1圆位置线定位 22
3.1.2双曲线位置线定位 23
3.1.3直线位置线定位 23
3.1.4混合定位 24
3.2双基地声呐定位原理 24
3.2.1几何定位法 25
3.2.2统计定位法 26
3.3双基地声呐定位误差的表示方法 26
3.3.1均方误差与均方根误差 26
3.3.2平均定位误差 27
3.3.3定位精度的几何解释 27
3.3.4等概率误差椭圆 27
第4章 双基地声呐几何定位算法 29
4.1双基地声呐的系统配置 29
4.2影响定位误差的因素 30
4.2.1基线长度 30
4.2.2时间测量误差 30
4.2.3角度测量误差 31
4.2.4站址测量误差 31
4.2.5声速波动 31
4.3基于波达时间的定位算法 31
4.3.1定位原理 31
4.3.2定位误差分析 33
4.3.3数值仿真 33
4.4基于波达方向定位算法 37
4.4.1算法原理 37
4.4.2算法性能仿真 38
4.5两种算法定位精度的比较 40
第5章 双基地声呐系统定位性能优化 42
5.1信号参数估计方法 42
5.1.1最小二乘估计 42
5.1.2加权最小二乘估计 43
5.2基于加权最小二乘的双基地声呐定位优化算法 45
5.2.1算法原理 45
5.2.2数值仿真 46
5.3基于最佳线性加权数据融合的双基地声呐定位优化 52
5.3.1最佳线性加权数据融合原理 52
5.3.2基于最佳线性加权数据融合的定位优化算法 53
5.3.3算法性能仿真 54
5.4基于非线性最小二乘的双基地声呐定位优化算法 56
5.4.1非线性最小二乘算法的数学模型 57
5.4.2基于LMF的双基地声呐定位优化算法 58
5.4.3 LMF算法定位性能仿真 59
5.5基于神经网络的双基地声呐定位优化算法 61
5.5.1径向基函数网络 61
5.5.2双基地声呐定位的神经网络方法 63
5.5.3算法性能仿真 64
5.6优化算法定位性能的比较 65
第6章 多基地声呐系统定位 67
6.1多基地声呐TOL定位算法 67
6.1.1算法原理 68
6.1.2定位误差分析 69
6.1.3多基地声呐TOL算法的性能仿真 70
6.2线性化最小二乘定位算法 74
6.2.1算法原理 74
6.2.2算法性能仿真 75
6.3多基地声呐神经网络定位方法 77
6.3.1多基地声呐定位的非线性模型 77
6.3.2算法性能仿真 78
6.4单、多基地声呐定位性能比较 79
第7章 多基地声呐水下目标声散射特性 81
7.1水下目标声散射理论 81
7.1.1运动方程 82
7.1.2连续性方程 82
7.1.3物态方程 83
7.1.4声波方程和速度势 84
7.1.5声波的散射 85
7.2非入射方向球形目标的声散射特性 89
7.2.1球形目标的声散射 89
7.2.2仿真实验研究 91
7.3非入射方向无限长柱的声散射 93
7.3.1刚性柱 94
7.3.2弹性柱 94
7.3.3弹性壳体 96
7.4有限长柱的声散射特性 97
7.4.1变形柱方法 98
7.4.2数值仿真 99
7.5椭球目标声散射模型 101
7.5.1声散射模型的建立 101
7.5.2仿真实验研究 103
第8章 多基地声呐目标强度及实验测试 105
8.1非入射方向目标散射特性实验测试 106
8.1.1实验条件和仪器设备配置 106
8.1.2水池实验布设 107
8.1.3实验中的约定 108
8.2球形目标声散射特性测试 108
8.3椭球目标声散射特性测试 109
8.4潜艇模型的声散射特性测试 111
8.4.1非入射方向声散射波形的时域特征 112
8.4.2非入射方向潜艇目标声散射强度的空间分布特征 116
8.5实验测试结果分析 118
第9章 双基地声呐混响 119
9.1混响的表征 119
9.2混响的分类 120
9.2.1体积混响 120
9.2.2海面混响 123
9.2.3海底混响 125
9.3混响的统计特性 127
9.3.1混响信号的概率密度分布 127
9.3.2混响信号的相关特性 128
9.3.3混响信号的频谱特性 129
9.4混响的仿真模型 130
9.4.1二维双基地混响模型 132
9.4.2二维无指向性收、发分置混响平均强度 132
9.4.3无指向性收发分置与合置混响平均强度比较 134
9.5混响的抑制方法 135
第10章 双基地声呐的直达波抑制 137
10.1直达波抑制区域 137
10.2基于波形设计的直达波抑制 138
10.2.1正交码 138
10.2.2双基地声呐波形设计 140
10.3基于自适应噪声相消技术的直达波抑制 146
参考文献 149
附录1 152
附录2 153