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舰载直升机吊放声呐搜潜效率的仿真研究

系统仿真学报 2006年第3期18卷 785-787页

作者：赵晓哲王在刚孙永侃海军大连舰艇学院科研部辽宁大连116018

以往对于直升机吊放声呐搜潜效率的处理过于简便,与实际状况不符。深入分析了吊放声呐在水平面和垂直面内搜潜的过程,并通过仿真研究了吊放声呐的搜潜效率,分析了影响搜潜效率的因素,可为反潜作战研究提供参考。

关键词：舰载直升机吊放声呐搜潜效率仿真

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吊放声呐扩展螺旋阵搜潜效能评估改进方法

水下无人系统学报 2020年第4期28卷 434-439页

作者：鞠建波郁红波范赵鹏杨少伟海军航空大学航空作战勤务学院山东烟台264000 中国人民解放军91001部队北京100089

针对反潜直升机吊放声呐搜潜效能评估过程中把探测范围等效成半径为定值圆的问题,为了提高效能评估的逼真度,文中以吊放声呐扩展螺旋阵数学模型为基础,建立了吊放声呐探测距离模型。依靠射线声学理论模型,以深海负梯度声速为例,通过BELL... 详细信息

针对反潜直升机吊放声呐搜潜效能评估过程中把探测范围等效成半径为定值圆的问题,为了提高效能评估的逼真度,文中以吊放声呐扩展螺旋阵数学模型为基础,建立了吊放声呐探测距离模型。依靠射线声学理论模型,以深海负梯度声速为例,通过BELLHOP仿真得出了吊放声呐探测距离随温深曲线变化的关系,发现吊放声呐的探测距离在真实情况下是随着声速梯度的变化而改变的。同时,针对潜艇在逃逸过程中沿直线航行的问题,建立了潜艇规避模型,得出了潜艇规避仿真图。将探测范围等效成半径为定值圆的模型称为第1模型;在第1模型的基础上引入吊放声呐探测距离随温深曲线变化模型,称为第2模型;在第2模型的基础上加入潜艇规避模型,称为第3模型。使用蒙特卡洛方法对3种模型分别仿真5 000次,结果表明,加入射线声学理论探测距离模型和潜艇规避模型后,搜潜效率大大降低。文中方法对提高吊放声呐阵型搜索效能评估逼真度具有一定的军事意义和参考价值。

关键词：吊放声呐扩展螺旋阵射线声学 BELLHOP 潜艇规避探测距离

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吊放声呐搜潜技术研究

吊放声呐搜潜技术研究

作者：周田宰哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

航空反潜以其速度快、机动性强、搜索效率高、探测范围大、隐蔽安全、受目标潜艇威胁小、攻击效果好等优点受到世界各国海军的重视，已经成为对潜探测、定位、跟踪、攻击的最有效手段。吊放声呐独以尺寸小、重量轻、使用机动灵活、可重... 详细信息

航空反潜以其速度快、机动性强、搜索效率高、探测范围大、隐蔽安全、受目标潜艇威胁小、攻击效果好等优点受到世界各国海军的重视，已经成为对潜探测、定位、跟踪、攻击的最有效手段。吊放声呐独以尺寸小、重量轻、使用机动灵活、可重复使用等特点，目前已成为航空反潜的重要装备之一。为了在最短的时间内以最快的速度搜索到目标潜艇，提高反潜直升机对潜搜索效能，本文结合部队航空反潜的实际对吊放声呐搜潜算法进行了深入细致的研究，其主要研究内容如下：首先，简要介绍了论文的研究背景、意义。随着航空反潜装备的发展，对其研究相应展开。在吊放声呐搜潜研究方面，主要有两个方向：一是搜潜技术—搜索算法设计，研究如何使用吊放声呐在最短的时间内以最快的速度搜索到随机规避的目标潜艇;二是搜潜效能—吊放声呐有效搜潜距离估算，研究以海洋环境噪声变化为条件，通过仿真分析海洋环境变化对搜潜装备有效搜潜距离的影响。本文研究搜潜技术，即搜潜算法的设计与优化。第二，结合航空反潜的实际应用，对扇形、方形、矩形和锯齿形四种典型吊放声呐搜潜算法进行建模与仿真，并采用蒙特卡洛法分别计算其搜潜概率。结果表明：无论目标潜艇采用何种规避策略，扇形搜潜算法和方形搜潜算法要优于矩形搜潜算法和锯齿形搜潜算法，而锯齿形搜潜算法要优于矩形搜潜算法。对于知道目标潜艇丢失点的位置，但不知其运动的概略方向，拟采用方形搜潜算法进行搜潜作业时，吊放倍数的选择是个难题，不能兼顾潜艇常用的两种规避方式，需要进行改进。第三，研究了离散时空目标的最优化搜索技术，具体分析了离散目标分布函数已知时的最优搜索策略和离散目标概率分布函数未知时的搜索概率估计及误差分析，为优化搜潜算法指出了方向。对离散时空目标最优化搜索技术的研究结果表明：在目标位置的分布函数未知时，可以假设一个分布函数并确定最优搜索策略。按此策略搜索时，对实际目标的搜索概率取决于假设的分布函数与实际分布函数的误差，即该误差越小，对实际目标的搜索概率越接近于最优的搜索概率。在实际搜潜任务中，目标潜艇的真实分布函数是难以准确描述的。假设目标在各个搜索区域的均匀分布的，最优搜潜策略就是平均分配每点的搜索时间。这种搜索策略最易执行，也比较符合实际情况。因此在典型搜潜算法中，在每个吊放点分配相同的搜索时间是合理的，对其进行优化的重点应放在每个吊放点的选择方面，即合理规划反潜直升机的运动轨迹。第四，研究了基于螺旋线的吊放声呐优化搜潜算法。针对应招反潜时方形算法吊放倍数的难以选择这个问题，建立了基于螺旋线的搜潜算法模型，根据搜潜转向角对此算法模型进行了改进和优化，分析了该算法涵盖的潜艇规避速度范围以及潜艇规避航向角对搜潜概率的影响，最后对螺旋线搜潜算法进行了仿真。结果表明：在相同条件下，螺旋线搜潜算法与方形搜潜算法相比，具有搜索时间短、转向次数少、吊放点数少、搜潜概率高的优点。最后，利用遗传算法优化反潜直升机使用吊放声呐时的对潜搜索路径，设计了算法模型并进行了仿真。结果表明：经遗传算法优化后，搜潜算法的搜潜概率较高，搜索效能较理想。说明利用遗传算法优化吊放声呐搜潜算法是一种具有研究价值的方法，但是这种方法存在着算法复杂、计算量大和运行时间过长的缺点，工程实现还需要进一步研究简化。

关键词：航空反潜吊放声呐搜潜算法螺旋线搜潜算法遗传算法

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浅海海底地形对吊放声呐探测距离的影响

声学技术 2021年第1期40卷 49-56页

作者：郁红波鞠建波魏帅杨少伟海军航空大学山东烟台264001 中国人民解放军95910部队甘肃酒泉935000

吊放声呐的探测距离不仅与装备的自身性能和海洋水声环境特性有关,还受海底地形影响。利用射线声学模型,仿真分析了正声速梯度和带有跃变层声速梯度下,不同高度和深度的海底山体和海底盆地(简称:海盆)两种典型地形下的声传播特性。通过... 详细信息

吊放声呐的探测距离不仅与装备的自身性能和海洋水声环境特性有关,还受海底地形影响。利用射线声学模型,仿真分析了正声速梯度和带有跃变层声速梯度下,不同高度和深度的海底山体和海底盆地(简称:海盆)两种典型地形下的声传播特性。通过声传播特性,得出了不同高度和深度的海底山体和海盆两种典型地形对吊放声呐作用距离的影响。根据声传播特性,得出了不同海底地形下潜艇规避吊放声呐搜索的大致航行区域,给出了吊放声呐增加搜潜概率的可行性方案。

关键词：吊放声呐海底地形声线轨迹声速梯度作用距离

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一种估计吊放声呐工作深度的简易方法

声学技术 2016年第1期35卷 29-32页

作者：战和金中原杨日杰海军航空工程学院 92074部队

反潜战中,吊放声呐的工作深度对探测效果影响较大,研究如何根据不同声速剖面确定最佳工作深度使探测距离达到最远,可有效提高探测效率。先将声速剖面划分为典型的几类,然后设计了一种使计算机能够自动识别其类型的方法,再在此基础上利用... 详细信息

反潜战中,吊放声呐的工作深度对探测效果影响较大,研究如何根据不同声速剖面确定最佳工作深度使探测距离达到最远,可有效提高探测效率。先将声速剖面划分为典型的几类,然后设计了一种使计算机能够自动识别其类型的方法,再在此基础上利用Bellhop模型找出不同声速剖面下的最佳工作深度规律。仿真结果证明快速算法在一定条件下可替代逐深度计算声呐作用距离,再通过比较选出最佳工作深度的传统算法的。

关键词：反潜战声速剖面识别吊放声呐最佳工作深度

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浅海条件下吊放声呐最佳入水深度的研究

电光与控制 2021年第4期28卷 106-110页

作者：郁红波鞠京龙海军航空大学山东烟台264001 中国船舶重工集团公司第七二六研究所上海201100

航空吊放声呐主动工作模式下的作用距离不但与海域的声速剖面和装备自身性能有关,还与吊放声呐的入水深度有关。首先利用BELLHOP模型分别对带有跃层声速剖面、正声速剖面和负声速剖面3种情况下的声传播特性进行了仿真分析;然后研究了不... 详细信息

航空吊放声呐主动工作模式下的作用距离不但与海域的声速剖面和装备自身性能有关,还与吊放声呐的入水深度有关。首先利用BELLHOP模型分别对带有跃层声速剖面、正声速剖面和负声速剖面3种情况下的声传播特性进行了仿真分析;然后研究了不同声速剖面下潜艇在不同深度航行的概率分布,建立并分析了潜艇运动规律模型,结果表明,不同声速剖面下,潜艇在不同深度航行的概率分布不同;最终通过潜艇在不同深度航行的概率分布,计算出吊放声呐不同入水深度下的平均探测距离,得到了不同声速剖面下吊放声呐的最佳入水深度,更能充分发挥声呐装备的最佳性能。

关键词：吊放声呐声速剖面作用距离传播损失潜艇概率分布

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浅海混响背景下吊放声呐主动方式探潜研究

舰船科学技术 2013年第12期35卷 55-59页

作者：周利辉孙明太赵志允海军航空工程学院青岛校区山东青岛266041

浅海混响估算是研究吊放声呐主动方式搜潜作战使用的关键环节。首先分析声能声呐方程各项的定义,研究最大允许传播损失的计算方法;然后采用Bellhop模型计算吊放声呐与海底散射元之间的传播问题,依据Jackson模型推导海底反向散射强度的... 详细信息

浅海混响估算是研究吊放声呐主动方式搜潜作战使用的关键环节。首先分析声能声呐方程各项的定义,研究最大允许传播损失的计算方法;然后采用Bellhop模型计算吊放声呐与海底散射元之间的传播问题,依据Jackson模型推导海底反向散射强度的计算方法。结合海底散射面积的估算与吊放声呐主动工作满足小掠射角的特点,对负梯度和负跃层声速梯度下的浅海混响进行仿真和分析;结合信号余量的估算,研究2种典型声场条件下工作深度对浅海混响和吊放声呐探潜的影响,并提出相应的吊放声呐工作深度的选择方法。

关键词：吊放声呐声能声呐方程浅海混响海底散射 Bellhop模型 Jackson模型

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基于实录音频的吊放声呐模拟器设计与仿真

声学技术 2015年第5期34卷 399-402页

作者：蒋立志刘旺锁姚直象海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033

针对多数模拟器无法营造逼真操作感受的问题,提出了一种基于声呐实录音频的吊放声呐模拟器,并给出仿真实例。该系统运用反波束形成技术,基于实录音频合成具有真实听觉感受的阵元域信号,采用真实的波束形成方法和信号处理方法,能够得到... 详细信息

针对多数模拟器无法营造逼真操作感受的问题,提出了一种基于声呐实录音频的吊放声呐模拟器,并给出仿真实例。该系统运用反波束形成技术,基于实录音频合成具有真实听觉感受的阵元域信号,采用真实的波束形成方法和信号处理方法,能够得到与实际装备十分近似的视觉效果和听觉感受,对声呐操作员的日常训练是十分有益的。

关键词：实录音频吊放声呐模拟器逼真度

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直升机吊放声呐单线环绕巡逻方法

舰船科学技术 2013年第5期35卷 116-118页

作者：吴鹏张会孙华春海军潜艇学院山东青岛266042

作为对直升机吊放声呐单线等距往返巡逻方法的改进,提出直升机吊放声呐单线等距环绕巡逻方法,并以有效封锁宽度为效能指标建立相应的方案优化模型。对单线环绕巡逻最优方案计算结果与单线等距往返巡逻最优方案计算结果进行了比较。

关键词：直升机吊放声呐反潜单线巡逻方案优化