单矢量水听器被动定位方法研究-水声工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 分类号： 密级： U D C ： 编号： 工学硕士学位论文 单矢量水听器被动定位方法研究 硕士研究生 ：彭 策 指 导 教 师 ：兰华林 讲师 学 位 级 别 ：工学硕士 学科、专业 ：水声工程 所 在 单 位 ：水声工程学院 论文提交日期 ：2014 年 2 月 27 日 论文答辩日期 ：2014 年 3 月 15 日 学位授予单位 ：哈尔滨工程大学 万方数据 万方数据 Classified Index: U.D.C: A Dissertation for the Degree of M.Eng Study of Passive Positioning Method with A Single Vector Hydrophone Candidate: Peng Ce Supervisor: Lecturer. Lan Hualin Academic Degree Applied for: Master of Engineering Specialty: Underwater Acoustic Engineering Date of Submission: Feb. 27, 2014 Date of Oral Examination: Mar. 15, 2014 University: Harbin Engineering University 万方数据 万方数据 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成 的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除 文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品 成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本 人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者（签字）： 日期： 年 月 日 哈尔滨工程大学 学位论文授权使用声明 本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文 工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门 或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入 有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文， 可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论 文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声 明。 本论文（□在授予学位后即可□在授予学位 12 个月后□解密后）由哈尔滨工程大 学送交有关部门进行保存、汇编等。 作者（签字）： 导师（签字）： 日期： 年 月 日 年 月 日 单矢量 单矢量水听器被动定位方法研究 哈尔滨 哈尔滨工程大学硕士学位论文 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 摘 要 一直以来，水声定位技术是水声工程研究的热点。因为单个声压水听器没有测向能 力，所以水声定位技术通常是通过多基元组成的阵列来实现。单个矢量水听器可以同步 共点测量声场中的声压与振速信息，单次测量可以对目标进行方位估计。当目标以某一 规律运动时，目标与矢量水听器的相对位置就有可能通过多次测量来继续解算得到。本 论文就是以此为出发点，对单矢量水听器的方位估计、单矢量水听器被动定位技术及其 应用展开研究，具体工作如下： 首先，论文对单矢量水听器方位估计方法展开研究。其中包括基于单矢量水听器的 加权直方图和直方图两种方位估计方法，对影响其方位估计性能的因素进行分析，讨论 了其方位估计性能，指出其在实际使用中需要注意的事项。论文给出的基于包络谱的方 位估计方法，能够有效解决矢量水听器包络谱方位估计的模糊问题，可以有效实现多目 标的方位估计。对矢量水听器的南海海试数据进行了处理，对所研究内容进行了验证。 然后，给出了单矢量水听器的被动定位方法。一是纯方位的被动定位方法，即仅仅 利用测点相对位置和矢量水听器方位估计结果确定测点与矢量水听器的相对位置。二是 单矢量水听器对匀速直线运动目标的被动定位方法，即假设目标以某一速度直线运动， 利用频谱信息或者 GPS 信息获得速度，结合方位信息对目标进行定位。论文对两种方 法性能进行了计算机仿真，并利用海试数据进行了验证。 最后，结合单矢量水听器的被动定位方法对水面船目标辐射噪声的方向特性进行了 估计。给出了强线谱和包络谱的方向特性估计方法，并利用该方法对海上试验数据进行 了处理，得到了一些有意义的结果。 关键词：矢量水听器；方位估计；被动定位；包络谱 ABSTRACT Underwater acoustic positioning method has been a hot topic in underwater acoustic engin