引信对鱼雷末弹道的修正研究
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摘要
本论文主要研究了基于高频体制下利用密集窄波束形成目标图像，进行近场目标精确识别。本文系统地研究了高频声成像系统结构及主要参数、高频基阵设计、目标声成像原理和方法等理论问题；编制了MATLAB环境下目标声成像系统的信号处理仿真软件；
本文首先通过大量计算确定了用于近程体目标识别的高频基阵，其工作频率为200KHz，其作用距离可以达到200m。其次，进行了高频基阵设计，确定了基阵的各基本参数。然后，在分析了目标的亮点模型和目标回波的基础上，用波束的时间分割与平均能量法提取了目标亮点的幅度特征；用目标方位分析法提取了目标亮点的方位特征。同时，提出了基于目标亮点幅度特征和目标亮点方位特征的两种聚类方法，并用聚类分析方法从背景干扰中提取出了目标的亮点特征，得到了清晰的目标图像。根据目标图像，实现了对目标要害部位的精确估计。此外，用MATLAB语言编制了界面清晰、灵活性强的系统仿真软件。根据目标图像，获得了目标的尺度以及目标各主要部位的参数信息，并完成了目标要害部位的精确估计以后，就可以跟踪和攻击目标的有效部位、实现精确制导。
This paper mainly discusses the vital part discrimination of the near-field target by using target acoustic imaging method, which uses dense narrow beams based on high frequency system. The operating frequency , acceptance range and other essential parameters are confirmed. The high frequency array is designed. The amplitude feature and the phase feature of target highlights are acquired, and two cluster methods based on the two features are proposed. Interference background is wiped out by cluster analytic methods , and distinct target image is achieved. System signal process simulation software is compiled and the basin small-scale model experiment is carried out.
本文首先通过大量计算确定了用于近程体目标识别的高频基阵，其工作频率为200KHz，其作用距离可以达到200m。其次，进行了高频基阵设计，确定了基阵的各基本参数。然后，在分析了目标的亮点模型和目标回波的基础上，用波束的时间分割与平均能量法提取了目标亮点的幅度特征；用目标方位分析法提取了目标亮点的方位特征。同时，提出了基于目标亮点幅度特征和目标亮点方位特征的两种聚类方法，并用聚类分析方法从背景干扰中提取出了目标的亮点特征，得到了清晰的目标图像。根据目标图像，实现了对目标要害部位的精确估计。此外，用MATLAB语言编制了界面清晰、灵活性强的系统仿真软件。根据目标图像，获得了目标的尺度以及目标各主要部位的参数信息，并完成了目标要害部位的精确估计以后，就可以跟踪和攻击目标的有效部位、实现精确制导。
This paper mainly discusses the vital part discrimination of the near-field target by using target acoustic imaging method, which uses dense narrow beams based on high frequency system. The operating frequency , acceptance range and other essential parameters are confirmed. The high frequency array is designed. The amplitude feature and the phase feature of target highlights are acquired, and two cluster methods based on the two features are proposed. Interference background is wiped out by cluster analytic methods , and distinct target image is achieved. System signal process simulation software is compiled and the basin small-scale model experiment is carried out.
引文
【1】鱼雷自导系统(上册)，西北工业大学三○三教研室，1992，8
【2】鱼雷自导系统(下册)，西北工业大学三○三教研室，1992，8
【3】肖国有，屠庆平，声信号处理及其应用，西北工业大学出版社，1994，12
【4】基于高阶谱的水下目标识别，船舶工程，1999，2
【5】高性能水下目标识别系统及其实验研究，船舶工程，1999，4
【6】贝叶斯假设方法在目标识别中的应用，空军雷达学院学报，1999，1
【7】郭桂蓉，庄钊文，郁文贤，智能武器系统中的自动目标识别(ATR)技术，目标与环境特性研究，1998，1
【8】张明之，林良骥，刘增武，一种模糊聚类网在声纳目标分类中的应用，目标与环境特性研究，1997，3
【9】庄钊文，郭桂蓉，鲜明，肖顺平，基于时频分析的飞机目标识别研究，目标与环境特性研究，1997．4
【10】潜艇目标尺度模拟方法与技术研究，声学技术，1997，2
【11】复合基神经网络在水声目标分类识别中的应用，声学技术，1998，2
【12】基于遗传算法的神经网络被动声纳目标分类研究，声学技术，1998，4
【13】樊养余，孙进才，李平安，许家栋，尚久浩，基于高阶谱的舰船辐射噪声特征提取，声学学报，1999，11
【14】目标多亮点回波信号过零点特征提取方法的原理分析和研讨，鱼雷与发射技术，1999，2
【15】Y F Zhang, Extracting features of non linear phase coupling from ship radiated noise by 1~1/2-dimensional spectrum, U.D.T, 1998-1999
【16】N G Pace, B Zerr, E Pouliquen O Bergem G Canepa, Overview of progress towards area seabed classification, U.D.T, 1998-1999
【17】张赛金，朱耘，水下观察与成像技术，舰船情报研究报告(六)，1997，7
【18】声成像发展状况及关键技术，鱼雷靶场，1999，3
【19】桑恩方，乔小宇等，自组织人工神经网络用于声图像识别的研究，应用声学，1994，2
【20】孙宝申，沈建中，合成孔径聚焦超声成像(三)，应用声学，1994，2
【21】Serge Sangay James S Fergusson, FDS3-An operational remote minehunting system, U.D.T, 1998-1999
【22】DJ Robertson and LB Jarman, The remote minehunting system and organic mine warfare, U.D.T, 1998-1999
【23】J R Steenstrup H and W Volberg, Multi-beam echo sounders: the acoustic multi-function sensor of the future, U.D.T, 1998-1999
【24】John Fay, Ivars P Kirsteins, Sanjay K Mehta, and Robert B MacLeod,Detection and imaging of bottom/buried mines in clutter, U.D.T, 1998-1999
【25】王学军，史习智，林良骥，张明之，水下目标识别和数据融合，声学学报，1999，5
【26】Urick．R．J．工程水声原理，国防工业出版社，1972
【27】刘伯胜，雷家煜，水声学原理，哈尔滨船舶工程学院出版社，1993，12
【28】杨保生，鱼雷总体设计手册，船舶总公司七院第七○五研究所，1996，5
【29】刘隆启，高育兵等，鱼雷自噪声分析，鱼雷技术，1995，3
【30】张贤达，现代信号处理，清华大学出版社，1998，12
【31】刘松强，数字信号处理系统及其应用，清华大学出版社，1996，9
【32】陈上及，马继瑞，海洋数据处理分析方法及其应用，海洋出版社，1991
【33】M．Almgren，M．Nordin(瑞典)，潜艇目标强度预测与评估，水中军用目标特性研究论文集(第二集)，1995，3
【34】Dr．Martin，Almagren等(瑞典)，潜艇的声目标强度，水中军用目标特性研究论文集(第一集)，1994，1
【35】阎福旺，凌青等，水声换能器技术，海洋出版社，1999，10
【36】冯晋利，制导引信一体化技术国防科技建议书，2000，4
【37】罗伯特．尤立克著，洪申译，水声原理，哈尔滨船舶工程学院出版社，1990，2
【2】鱼雷自导系统(下册)，西北工业大学三○三教研室，1992，8
【3】肖国有，屠庆平，声信号处理及其应用，西北工业大学出版社，1994，12
【4】基于高阶谱的水下目标识别，船舶工程，1999，2
【5】高性能水下目标识别系统及其实验研究，船舶工程，1999，4
【6】贝叶斯假设方法在目标识别中的应用，空军雷达学院学报，1999，1
【7】郭桂蓉，庄钊文，郁文贤，智能武器系统中的自动目标识别(ATR)技术，目标与环境特性研究，1998，1
【8】张明之，林良骥，刘增武，一种模糊聚类网在声纳目标分类中的应用，目标与环境特性研究，1997，3
【9】庄钊文，郭桂蓉，鲜明，肖顺平，基于时频分析的飞机目标识别研究，目标与环境特性研究，1997．4
【10】潜艇目标尺度模拟方法与技术研究，声学技术，1997，2
【11】复合基神经网络在水声目标分类识别中的应用，声学技术，1998，2
【12】基于遗传算法的神经网络被动声纳目标分类研究，声学技术，1998，4
【13】樊养余，孙进才，李平安，许家栋，尚久浩，基于高阶谱的舰船辐射噪声特征提取，声学学报，1999，11
【14】目标多亮点回波信号过零点特征提取方法的原理分析和研讨，鱼雷与发射技术，1999，2
【15】Y F Zhang, Extracting features of non linear phase coupling from ship radiated noise by 1~1/2-dimensional spectrum, U.D.T, 1998-1999
【16】N G Pace, B Zerr, E Pouliquen O Bergem G Canepa, Overview of progress towards area seabed classification, U.D.T, 1998-1999
【17】张赛金，朱耘，水下观察与成像技术，舰船情报研究报告(六)，1997，7
【18】声成像发展状况及关键技术，鱼雷靶场，1999，3
【19】桑恩方，乔小宇等，自组织人工神经网络用于声图像识别的研究，应用声学，1994，2
【20】孙宝申，沈建中，合成孔径聚焦超声成像(三)，应用声学，1994，2
【21】Serge Sangay James S Fergusson, FDS3-An operational remote minehunting system, U.D.T, 1998-1999
【22】DJ Robertson and LB Jarman, The remote minehunting system and organic mine warfare, U.D.T, 1998-1999
【23】J R Steenstrup H and W Volberg, Multi-beam echo sounders: the acoustic multi-function sensor of the future, U.D.T, 1998-1999
【24】John Fay, Ivars P Kirsteins, Sanjay K Mehta, and Robert B MacLeod,Detection and imaging of bottom/buried mines in clutter, U.D.T, 1998-1999
【25】王学军，史习智，林良骥，张明之，水下目标识别和数据融合，声学学报，1999，5
【26】Urick．R．J．工程水声原理，国防工业出版社，1972
【27】刘伯胜，雷家煜，水声学原理，哈尔滨船舶工程学院出版社，1993，12
【28】杨保生，鱼雷总体设计手册，船舶总公司七院第七○五研究所，1996，5
【29】刘隆启，高育兵等，鱼雷自噪声分析，鱼雷技术，1995，3
【30】张贤达，现代信号处理，清华大学出版社，1998，12
【31】刘松强，数字信号处理系统及其应用，清华大学出版社，1996，9
【32】陈上及，马继瑞，海洋数据处理分析方法及其应用，海洋出版社，1991
【33】M．Almgren，M．Nordin(瑞典)，潜艇目标强度预测与评估，水中军用目标特性研究论文集(第二集)，1995，3
【34】Dr．Martin，Almagren等(瑞典)，潜艇的声目标强度，水中军用目标特性研究论文集(第一集)，1994，1
【35】阎福旺，凌青等，水声换能器技术，海洋出版社，1999，10
【36】冯晋利，制导引信一体化技术国防科技建议书，2000，4
【37】罗伯特．尤立克著，洪申译，水声原理，哈尔滨船舶工程学院出版社，1990，2