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一种面向水下移动通信的组合差分扩频水声通信方法

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电子与信息学报 2022年第6期44卷 2024-2034页

作者：胡耀辉韩树平刘建波张奇张延厚海军潜艇学院青岛266199 中国人民解放军92020部队青岛266071 中国人民解放军91323部队济源454650

针对水下移动平台(AUVs)直接序列扩频(DSSS)水声通信过程中大多普勒时变带来的频偏及载波相位跳变问题,该文提出一种组合差分扩频通信方法。该方法设计一种2维组合差分(TCD)扩频帧结构,接收端通过对重复码时域加窗相关实现时变多普勒粗... 详细信息

针对水下移动平台(AUVs)直接序列扩频(DSSS)水声通信过程中大多普勒时变带来的频偏及载波相位跳变问题,该文提出一种组合差分扩频通信方法。该方法设计一种2维组合差分(TCD)扩频帧结构,接收端通过对重复码时域加窗相关实现时变多普勒粗估计;接收端提出一种频率压缩-能量接收器(FC-ED),通过采用能量检测接收器提高接收端处理多普勒容限,使用频率压缩法多频点压缩处理进一步提高系统鲁棒性,实现扩频码识别映射解码;最后提出一种组合差分算法,实现2维组合扩频间的极性差分解码,在能量接收映射解码基础上引入极性调制,进一步提高频谱利用率。经理论及仿真试验分析,该方法具备一定的抗时变多普勒能力,在恒加速度相对运动–8 dB信噪比条件下误码率小于10^(–2)。

关键词：水声通信组合差分扩频能量检测接收器

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海洋观测无人艇发展现状与展望

中国造船 2022年第5期63卷 256-271页

作者：孙文祺王文龙姜兆祯张延厚笪良龙海军潜艇学院青岛266199

近年来我国在无人艇领域取得了大量研究成果,但还需要对无人艇的关键技术进行持续深入的系统研究。论文针对无人艇在海洋观测领域的实际应用,归纳了国内外典型无人艇的技术特点。从动力装置、航路规划和运动控制这3个核心方面对无人艇... 详细信息

近年来我国在无人艇领域取得了大量研究成果,但还需要对无人艇的关键技术进行持续深入的系统研究。论文针对无人艇在海洋观测领域的实际应用,归纳了国内外典型无人艇的技术特点。从动力装置、航路规划和运动控制这3个核心方面对无人艇研究的进展和已取得的成果进行概述,总结了海洋观测无人艇的关键技术和发展难点,分析现有研究存在的不足之处,结合发展现状对其未来的研究趋势作出展望。

关键词：无人艇研究现状关键技术海洋观测

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基于AIS信息融合的水中目标属性判别

基于AIS信息融合的水中目标属性判别

中国声学学会水声学分会2021～2022年学术会议

作者：张延厚王超张奇姜兆祯海军潜艇学院青岛海洋科学与技术试点国家实验室

由于单矢量水听器探测目标获取的信息有限,为实现基于无人探测平台的水中目标自主判别,同时考虑工程应用需求,本文提出了一种基于AIS信息融合的水中目标属性判别方法。首先对矢量水听器探测的目标方位进行两级滤波拟合,然后利用AIS目标... 详细信息

由于单矢量水听器探测目标获取的信息有限,为实现基于无人探测平台的水中目标自主判别,同时考虑工程应用需求,本文提出了一种基于AIS信息融合的水中目标属性判别方法。首先对矢量水听器探测的目标方位进行两级滤波拟合,然后利用AIS目标信息进行方位关联,通过方位信息融合实现对水中目标属性的判别,最后利用海试数据验证了方法的有效性。

关键词：单矢量水听器信息融合方位拟合灰色关联

来源： cnki会议评论

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一种脉冲分布噪声下DEMON谱提取方法

一种脉冲分布噪声下DEMON谱提取方法

中国声学学会水声学分会2021～2022年学术会议

作者：张奇张延厚贾书阳王超海军潜艇学院青岛海洋科学与技术试点国家实验室

针对脉冲分布下舰船辐射噪声DEMON谱提取不明显问题,给出了基于拉依达准则滤波的多频带自适应DEMON谱提取方法。首先利用拉依达准则滤除目标信号中的脉冲干扰;然后对目标信号进行分频段处理,对每一频段处理后的信号进行自适应线谱增强;... 详细信息

针对脉冲分布下舰船辐射噪声DEMON谱提取不明显问题,给出了基于拉依达准则滤波的多频带自适应DEMON谱提取方法。首先利用拉依达准则滤除目标信号中的脉冲干扰;然后对目标信号进行分频段处理,对每一频段处理后的信号进行自适应线谱增强;最后将各频带DEMON谱融合,得到改进增强DEMON谱。对比传统DEMON谱分析方法,拉依达准则滤波算法简单,实时性强,能保留目标信号更多的原始信息。实测数据的实验结果表明,该方法能够有效地增强DEMON谱,并且降低对信号持续时间的要求。

关键词： DEMON谱提取拉依达准则自适应线谱增强

来源： cnki会议评论

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水声目标探测和识别融合技术发展综述

信号处理 2023年第10期39卷 1711-1727页

作者：张延厚王超张奇李强笪良龙海军潜艇学院航海观通系山东青岛266199 青岛协同创新研究院山东青岛266071

水下空间的主动权竞争越来越激烈,针对复杂的海洋环境和多样的目标类型,现有水面水下单平台单传感器探测能力有限、稳定性差,很难满足未来对水声目标的准确探测和识别需求。随着水下探测手段增加以及多源信息融合技术的迅速发展,研究基... 详细信息

水下空间的主动权竞争越来越激烈,针对复杂的海洋环境和多样的目标类型,现有水面水下单平台单传感器探测能力有限、稳定性差,很难满足未来对水声目标的准确探测和识别需求。随着水下探测手段增加以及多源信息融合技术的迅速发展,研究基于融合理论的水声目标探测与识别技术,可实现对水声目标更准确的状态估计和属性判别,进而提高水下探测预警能力。本文首先对现有水面水下探测传感器和平台进行了简要介绍,在此基础上,讨论了水声目标立体观测系统的网络组成和结构特点,并给出一种跨域异构水声目标立体探测系统设计设想,根据现有融合结构给出了基于多信息源的水声目标融合功能框架;然后根据水声融合探测技术的具体应用,分别论述和分析了基于目标信号级和非目标信号级融合检测方法,基于时空特征、运动特征和海洋物理场的融合定位方法,以及基于经典非线性滤波、数据关联和随机集理论的水声目标跟踪方法;最后重点总结了水下目标的各物理场特征,并针对水声识别中普遍存在的目标信息不确定性问题,归纳了基于Bayes理论、D-S证据理论和深度学习算法的三类典型的融合识别方法及框架。指出了基于信息融合的水声目标探测和识别技术所具有的优势和前景,并分析了水下立体观测网络、融合结构、融合探测和识别算法以及工程应用等方面面临的问题和挑战。

关键词：信息融合水下观测系统水声目标状态估计水声目标属性判别

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双缓动平台时延下的纯方位定位测角误差分析

舰船科学技术 2024年第4期46卷 143-147页

作者：张延厚张奇王超禚江浩海军潜艇学院山东青岛266199 青岛海洋科技中心山东青岛266237 青岛协同创新研究院山东青岛266071

水下双缓动平台协同探测可实现对水声目标纯方位定位和跟踪。针对双探测平台接收目标信号因传播时延导致探测时间未配准、方位测量偏差的问题,根据缓动平台的实际应用场景,建立目标运动模型和二维探测空间几何分布,构建一种基于不同时... 详细信息

水下双缓动平台协同探测可实现对水声目标纯方位定位和跟踪。针对双探测平台接收目标信号因传播时延导致探测时间未配准、方位测量偏差的问题,根据缓动平台的实际应用场景,建立目标运动模型和二维探测空间几何分布,构建一种基于不同时延条件的方位测量误差分析模型,并详细分析得出目标和双平台不同分布场景下的最大测角误差结果,该模型物理意义明确、直观简单,仿真和实测实验结果验证测角误差模型的准确性,并得出双平台探测时延下目标方位测角的误差分布规律。

关键词：双水下缓动平台目标协同定位纯方位时延方位误差

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基于谱分析的分布式无源雷达非均匀成像

雷达科学与技术 2020年第2期18卷 187-193,199页

作者：韩裕生张延厚王硕姜兆祯陆军炮兵防空兵学院信息工程系安徽合肥230031 偏振光成像探测技术安徽省重点实验室安徽合肥230031

分布式无源雷达空间构型不规则,导致目标回波采样在空间谱域分布不均匀,目标反演质量较差。首先构建三维投影模式下的二维成像模型;对非均匀谱域进行量化分析,建立空间谱支撑域、扭曲度和RMSE三项指标评价空间谱填充非均匀度;然后提出... 详细信息

分布式无源雷达空间构型不规则,导致目标回波采样在空间谱域分布不均匀,目标反演质量较差。首先构建三维投影模式下的二维成像模型;对非均匀谱域进行量化分析,建立空间谱支撑域、扭曲度和RMSE三项指标评价空间谱填充非均匀度;然后提出一种快速高斯网格NUFFT的成像方法,通过高斯卷积核对非均匀采样回波在空间谱上进行平滑处理并进行过采样FFT,同时对高斯核进行分裂处理实现快速重构。仿真实验表明,本文评价指标合理评估了空间谱非均匀性,成像方法进一步改善成像质量,且大幅提高计算速度,验证了空间谱非均匀度对成像质量的影响。

关键词：分布式无源雷达成像非均匀空间谱分析评价指标非均匀快速傅里叶变换快速高斯网格

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基于改进PCNN模型的偏振图像融合算法

舰船电子工程 2021年第3期41卷 33-36,175页

作者：姜兆祯韩裕生任帅军张延厚陆军炮兵防空兵学院信息工程系合肥230031 偏振光成像探测技术安徽省重点实验室合肥230031

偏振成像可以得到目标的多维偏振信息,各偏振参量图像之间具有很强的相关性,它们之间不仅包含大量的共有信息,还拥有各自的特有信息。针对如何从复杂背景中凸显目标,提高目标的辨识度这一问题,提出一种基于改进神经网络模型的偏振图像... 详细信息

偏振成像可以得到目标的多维偏振信息,各偏振参量图像之间具有很强的相关性,它们之间不仅包含大量的共有信息,还拥有各自的特有信息。针对如何从复杂背景中凸显目标,提高目标的辨识度这一问题,提出一种基于改进神经网络模型的偏振图像融合算法,将传统PCNN模型扩展到双通道,采用像素的平均梯度(AG)作为PCNN的链接系数,空间频率(SF)作为模型的输入项,对强度图与偏振度图进行融合处理,最后将实验结果与其他常用方法进行对比,客观评价指标表明,该算法融合效果更佳,且融合图像的边缘细节特征也更为清晰明显。

关键词：偏振图像图像融合改进PCNN模型平均梯度链接系数空间频率

基于采空区流场的遗煤自燃危险区域判定及复合惰化技术研究

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矿业安全与环保 2021年第1期48卷 23-27页

作者：牛阔杜文州王厚旺张延松山东科技大学安全与环境工程学院山东青岛266590 山东科技大学矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地山东青岛266590

采空区遗煤自燃火灾是影响煤炭生产安全的主要灾害之一。基于Fluent数值模拟技术,构建采空区三维物理模型,模拟研究了采空区流场立体分布规律,并以O2体积分数为判别指标划分了采空区遗煤自燃危险区域;通过分析采空区遗煤空间分布规律及... 详细信息

采空区遗煤自燃火灾是影响煤炭生产安全的主要灾害之一。基于Fluent数值模拟技术,构建采空区三维物理模型,模拟研究了采空区流场立体分布规律,并以O2体积分数为判别指标划分了采空区遗煤自燃危险区域;通过分析采空区遗煤空间分布规律及不同惰性气体的惰化特性,提出了综放工作面采空区复合惰化技术,即高位压注CO2和低位压注N2,并与单一气体惰化技术进行了对比研究。结果表明:复合惰化技术相较于单一气体惰化技术有着更好的防灭火效果;在工程应用中,各监测点CO体积分数在短时间内均降低到2.4×10^-5以下,压注惰气期间防灭火效果良好。

关键词：综放工作面采空区遗煤自燃危险区域判定复合惰化技术数值模拟