张欣[1]2003年在《航空搜潜浮标定位方法研究》文中研究说明自潜艇问世以来，由于潜艇具有隐蔽性好、突击威力大、对敌方海上及陆基的作战平台具有强大的威慑力和攻击力等的特点，历来作为海军兵器的重要组成部分，而受到各国海军的重视。因而，在对海作战中，搜索、攻击敌军的潜艇力量是一项重要的战略任务。 航空反潜是未来海战中一种重要的作战形式，它包括搜潜和攻潜两个阶段。为了提高我军的航空反潜水平，我军已初步具备以旋翼飞机为核心装备的硬件航空反潜能力，急需构建适应我军现役搜、攻潜武器装备的机载反潜战术数据系统(TDS)，使我海军在航空反潜方面形成强大的战斗力。 搜潜是攻潜的前提，要使反潜武器准确地命中潜艇目标，首先应该在海洋环境中获取潜艇确切的位置和运动数据。在多种搜潜设备中，主动或被动声呐浮标是能够在较大范围水域布防搜潜的主要航空搜潜装备。一般，载机可以携带几十枚至上百枚声呐浮标，以一定的几何阵形布放到水中，构成多基地搜潜系统，由这些传感器向航空搜潜TDS系统提供源信息。 浮标的投放位置是设定的，但随着在海洋环境中的随机漂移，其位置不断更新。因此，飞机对搜潜浮标的空间定位，将直接影响飞机对目标的位置和运动趋势的掌握精度。 虽然全球卫星定位系统(GPS)能够提供高精度的定位信息，但是，GPS在战时的可靠性和可依赖性将受到限制。因此，本文采用了利用飞机所能测量的信息对浮标定位的方法。根据飞机的机动性，本文构造了使飞机到达不同点获取相同的测量信息而实现定位的多基地定位系统；依据机载有源无源探测器所能获得的测量量，提出了两种定位方法：斜距离测量定位法和基于卡尔曼滤波的方位测量定位法。 斜距离测量定位中，假设飞机在同一高度水平面，经过叁次间隔时间很短的斜距测量，即可实现对浮标的定位。从几何空间定位的角度看，是由以叁个斜距为半径的圆相交出一点，而确定出浮标的二维平面坐标。与传统的斜距测量叁角形定位方法相比，可以大大减小对飞机机动性的限制。本研究证明了所提出方法的可行性，分析了算法所遇到的定位误差。仿真实验表明，飞机与浮标的相对位置在一定的估计角度范围内，算法均可以收敛到要求的误差内，实现远距离快速定位。 方位测量定位法是在不同位置测得两个以上的方位面相交出一条定位线，由定位线与水平面的相交点实现二维平面定位。由于测量噪声和浮标的漂移，几个方位面无法交出一条定位线。为了克服各种误差因素对定位的影响，本文采用了扩展卡尔曼滤波技术，同时为了减少计算量，提出了一个2状态向量的系统模型。该算法包括两个滤波器，第一个是2状态的浮标位置估计滤波器，第二个是保证前一个滤波器不发散的漂移估计滤波器。仿真表明，对于给定的飞行模式和飞机参数，该算法可以成功地估计浮标的位置，并且分析了飞机与浮标的距离、测量频率和飞行高度对定位的影响。
董文洪, 杨日杰, 田宝国[2]2005年在《航空搜潜声纳浮标位置计算方法研究》文中认为为了实现对海中航空搜潜浮标位置的定位,进行了叁方面的研究工作,其一以反潜机的位置、运动路径、反潜机与航空搜潜浮标的相对位置和距离关系为依据,利用斜距测量法,分析了计算搜潜浮标位置的原理和方法;其二采用最小二乘法,建立了反潜机对浮标定位的数学模型及相应的快速定位算法;其叁仿真分析了初始估计角对计算浮标位置收敛速度的影响,并对定位算法进行了验证.仿真结果表明所用算法能够达到快速收敛的目的.
张欣, 杨日杰, 汤燕[3]2005年在《基于扩展卡尔曼滤波的浮标定位方法》文中提出由于浮标的随机漂移,在航空搜潜过程中,需要定期对浮标的位置进行更新。根据航空搜潜声纳浮标与飞机的相对方位信息,采用扩展卡尔曼滤波技术,分析了计算浮标位置的原理、方法,建立了相应的系统模型和仿真算法,从估计的相对位置误差和均方根误差两个方面,仿真分析了系统的误差性能。结果表明,该定位模型能够成功地跟踪浮标的位置,并具有较高的定位精度。
孙启豪[4]2017年在《航空搜潜阵型及布阵航路优化研究》文中指出当前,航空搜潜已经成为对潜探测的最有效的手段,在对潜搜索中的地位越来越重要。本文以航空搜潜声纳浮标阵型优化和航空搜潜布阵航路优化两个部分为研究方向。重点研究了主动声纳浮标搜潜阵型的优化和使用蚁群算法对航空搜潜布阵航路进行优化。第一部分为主动声纳浮标搜潜阵型的优化。在实际的搜潜任务中,主动浮标的搜潜距离其实是随着潜艇航向的变化而变化的,并非是一个标准的圆域。当主动浮标正对潜艇正横方向时,浮标达到理论最大的搜潜距离。当主动浮标正对潜艇舰首或舰尾方向时,潜艇的目标强度很低,此时浮标难以搜索到潜艇。为了解决目前的阵型研究中对主动浮标这一特性考虑的不足,本文提出了“浮标组”的优化方式,并证明了这种优化方式能减少漏警的发生。通过仿真验证了这种优化方式能够比传统的声纳浮标搜潜阵型取得更高的搜潜概率。接着讨论了主动浮标中心存在搜潜盲区这一因素对搜潜概率的影响,用“浮标组”在考虑搜潜盲区情况下的主动浮标阵型进行了优化。另外还对重迭系数和搜潜概率之间的关系进行了分析,拟合出关系函数,以此给出了重迭系数对应的搜潜概率和主动浮标阵型搜潜覆盖面积之间的关系。第二部分为航空搜潜布阵航路的优化。本文使用将声纳浮标搜潜阵型简化并进行抽象,将其转化为平面上的点集的方法。这种方法为从理论抽象上对布阵航路进行研究提供了基础。据此将布阵航路优化问题归纳为组合优化问题。讨论分析了现在航空搜潜航路优化中经常使用的贪心算法。指出其在点集比较复杂时难以得到一个优质的解的弊端。本文采用了蚁群算法来对航空搜潜布阵航路进行优化,并通过仿真对蚁群算法和贪心算法进行比较,说明了蚁群算法的优势。最后用在复杂点集情况下的仿真证明了蚁群算法在飞行目标点较多时也能解算出满意的航路。并在此情况下通过大量的实验验证蚁群算法解算出的航路相比于贪心算法是更好的。
杨日杰, 何友, 田宝国[5]2004年在《主/被动联合多基地航空搜潜定位及误差分析》文中研究表明根据主/被动联合多基地航空搜潜中主动声源、目标、被动接收器之间的空间几何位置关系,建立了目标位置的数学模型,确立了目标空间位置与主动声源-被动接收器声传播时间、主动声源-目标-被动接收器声传播时间、浮标方位角之间的关系;在此基础上,建立了各参量测量误差对目标定位误差影响的数学模型;最后,对所建定位及误差模型进行了仿真分析.
杨日杰, 何友, 孙明太[6]2004年在《主/被动联合多基地航空搜潜范围分析》文中认为在主/被动联合多基地航空搜潜条件下,根据声纳、浮标、潜艇的位置关系,推导出了对目标定位的数学模型,并结合主/被动声纳方程,建立了目标与主动声纳和浮标之间的位置关系、主动声纳的最大传输距离、多基地搜潜的搜潜范围和定位范围等数学模型,在此基础上,分析了搜潜范围与主动声纳和浮标距离之间的关系、目标与主动声纳和目标与浮标距离之间的关系、浮标位置与搜潜范围和定位范围之间的关系等,获得了有益的结果。
杨日杰, 蒋志忠, 陈建勇, 熊雄[7]2010年在《航空搜潜研究综述》文中研究表明综述了60多年来国内外航空搜潜研究的理论与运用实践;在此基础上,分析了航空搜潜研究存在的不足;指出了下一步航空搜潜要研究的重点和主要方向。
胡柱喜, 刘京莲, 赵晓芳, 张其香[8]2009年在《斜距测量浮标定位中的测距误差修正》文中进行了进一步梳理在航空搜潜斜距测量浮标定位方法的基础上,通过实验证明,在浮标内安装晶体振荡器可以有效保证浮标发射信号频率的稳定性。同时建立了一个利用外差法和倍频器的测相系统,并验证了该系统用于提高机载信号接收机测量精度的可行性。
张欣, 杨日杰, 赵犁丰[9]2003年在《基于斜距测量的浮标位置计算方法研究》文中进行了进一步梳理根据航空搜潜浮标与飞机的相对距离和方位,采用最小二乘法,分析了计算浮标位置的原理、方法,建立了相应的数学模型和仿真算法;仿真分析了方位估计值对计算浮标位置收敛速度的影响,同时验证了文中所建算法的正确性。
张欣, 杨日杰, 赵耀[10]2005年在《采用格型卡尔曼滤波的航空浮标定位算法研究》文中认为根据航空搜潜声呐浮标与飞机的相对方位信息,采用格型扩展卡尔曼滤波技术,对航空浮标定位方法进行了研究,建立了状态简化的2-状态定位系统的数学模型;利用蒙特卡洛仿真法,从位置估计的相对误差和均方误差两个方面,仿真分析了系统的误差性能,并获得了较好的效果.
参考文献：
[1]. 航空搜潜浮标定位方法研究[D]. 张欣. 中国海洋大学. 2003
[2]. 航空搜潜声纳浮标位置计算方法研究[J]. 董文洪, 杨日杰, 田宝国. 测试技术学报. 2005
[3]. 基于扩展卡尔曼滤波的浮标定位方法[J]. 张欣, 杨日杰, 汤燕. 火力与指挥控制. 2005
[4]. 航空搜潜阵型及布阵航路优化研究[D]. 孙启豪. 电子科技大学. 2017
[5]. 主/被动联合多基地航空搜潜定位及误差分析[J]. 杨日杰, 何友, 田宝国. 测试技术学报. 2004
[6]. 主/被动联合多基地航空搜潜范围分析[J]. 杨日杰, 何友, 孙明太. 航空学报. 2004
[7]. 航空搜潜研究综述[J]. 杨日杰, 蒋志忠, 陈建勇, 熊雄. 海军航空工程学院学报. 2010
[8]. 斜距测量浮标定位中的测距误差修正[J]. 胡柱喜, 刘京莲, 赵晓芳, 张其香. 声学与电子工程. 2009
[9]. 基于斜距测量的浮标位置计算方法研究[J]. 张欣, 杨日杰, 赵犁丰. 航空电子技术. 2003
[10]. 采用格型卡尔曼滤波的航空浮标定位算法研究[J]. 张欣, 杨日杰, 赵耀. 测试技术学报. 2005
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