摘要
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多目标定位是水下武器探测系统迫切需要具备的能力,它是反对抗、目标
识别、精确打击的基础。多目标定位技术可以分解为方位估计、时延估计、参
数配对等专项技术,本文对相关技术的最新进展进行了综述。
考虑到自导系统对多目标定位的特殊要求,作者提出了两类具有应用前景
的多目标定位方法。第一类是基于参数配对算法的多目标定位技术,它在多目
标方位、时延参数独立分辨的基础上,通过估计目标强度把两维参数对应起来
完成定位。针对可能出现的两维参数分辨出的目标数目不等参数兼并的情况,
作者提出了相应的配对策略。第二类是无需配对的多目标定位技术
。这是一种方位一时延联合估计的方法它通过构造与常规
不同的相关矩阵,用广义特征值估计多目标的方位,而用广义特征矢
量估计多目标的时延距离,同时方位和时延参数可自动配对。针对实际应用
中普遍存在的不等强度目标源的问题,提出了一种修正算法。作者还进一步把
推广到方位、频率、时延三维参数的联合估计。大量的计算机仿
真结果验证了所提方法的有效性。
作者建立了一套多目标定位水池实验系统,开展了多目标定位实验和多目
标三维参数联合估计实验研究,对几种稳健的方位估计方法的误差抑制能力进
行了理论分析和水池实验验证。多目标定位实验数据分析结果表明基于参数
配对算法的多目标定位方法可较好的对双目标进行定位。基于参数联合估计的
多目标定位方法在不同目标数目、不同信号包络的定位实验中都有较好的表
现。在目标方位间隔大于半波束宽度时,可实现个目标的三维参数联合
估计。
关键词多目标阵列处理阵列校准时延估计参数配对联合犯计实
验研究
水下多目标定位关键技术研究
勿
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第一章绪论
第一章绪论
怪本论文的研究目的和意义
在声纳、雷达、海洋开发、精确制导、生物医学、地质勘探等许多领域都
需要对多个反射点目标进行定位,在一个平面极坐标系中,要确定一个点
的位置,需获得其距离和方位两个参数,同时存在多个目标时还需要解决时延
和方位的配对问题。本论文着重解决水下自导武器中的多目标定位技术。
随着水一对抗技术和装备的发展,自导鱼雷所面临的声学环境日益复杂,
对多目标定位能力的需求也更加迫切。首先,鱼雷攻击的目标往往是一个舰艇
编队,由于自导作用距离的增加,有可能在其搜索扇面内出现多个日标,这就
要求鱼雷具有同时跟踪多个目标的能力,进而优选攻击目标其次,即使攻击
单个目标,目标也往往会采取施放干扰器或诱饵的方式进行对抗,在这种对抗
环境中,自导扇面内有多个辐射源或反射体,也相当于是多目标。如果不能同
时对日标和诱饵进行定位跟踪,即使具有刘单一目标真伪的识别能力,也可能
因弹道的不合理性而损失航程或丢失真目标,甚至有可能在搜索中再次被同
诱饵所诱骗。另外,随着舰艇防护能力的加强,要求鱼雷具有打击要害部位、
垂直命中定向爆破的能力,而要做到这两点必须掌握目标的大致形状及姿
态,即把目标看作是一个有体积的口标,而不是简单的点目标。描述体积日标
的简单有效方一法之一是建立多亮点模型,而同一目标上的多个亮点对自导系统
而言也相当于多目标。只要实现多亮点的定位,就可估计目标的姿态、形状和
要害部位,配合一定的弹道可垂直命中目标要害部位。
鉴于现代水下战对多目标定位技术的迫切需求,国外现役的新型鱼雷中己
普遍采用了多目标定位技术,例如瑞典的法国的海鳝均具有同付定
位、跟踪多个目标的能力,英国的矛鱼在近距离能对目标的多个亮点进行定位,
进而获得目标形状和尺度信息。我国在这方面与西方发达国家
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