声纳目标模拟器dsp软件设计（可复制）.pdf

摘要首先简述了水声建模研究的现状,侧重于介绍目标回波特性以及环境噪声、自噪声和混响的研究成果。对于目标模拟着重于高频近似的亮点模型的研究,分析了目标亮点近似模型的物理基础,对于常见目标则利用物理声学法以及稳相法推导了回波亮点参数计算公式,讨论了不同入射角对于典型亮点的影响,并给出了目标回对于海洋环境噪声、自噪声模拟分析了现有较可行的模型,构造了噪声对于主动声纳的混响建模,采用“网络系统墓鄣憧创煜煨诺溃建混响模型,分析了混响的统计特性、频谱以及相关性,并仿真验证了该混最后对于本模拟器的软件设计,给出了基于实时工作平台的算法现框图,并讨论了软件设计涉及到的关键技术方法,主要有亮点回波模块的浮点运算和开方运算、噪声和混响实现必需的噪声产生方法、噪声模块的分段实现以及混响分块卷积实现。并对于软件实现给出了大致指令周期以及所关键词:声纳目标模拟器;亮点模型;噪声模拟;混响建模;砑杓宣宣;籭宣毫;;钍硇鹖;;唬籭籭籭籭宣;;;胕籭;置葺籭萱利用声纳目标模拟器对装艇之前的声纳系统进行性能测试是一项必不可少的措施,基于此,本文对海洋中的目标、海洋环境噪声、本地噪声和混响模块进行建模从而搭建水声环境平台。波仿真结果。简化模拟方法,并给出了基于此模型的噪声仿真结果。响模型的正确性。需内存量。哈尔滨尤搜妒宦畚
,.,甒哈尔滨:,.,“”.,琭琤瓵畃瑃
;;;;
,进而对水声建模的现状进行概述,并对本论文涉及的各建模模块的研究现状进行了描述,最后叙目前,对于水下目标探测的主要设备仍然是声纳系统。声纳是海军舰船的重要武器装备之一,承担对潜艇、水面舰艇及其它水中目标进行探测、定而在实际情况中,由于受海洋环境、使用条件和成本等因素的限制,如何在声纳系统装艇之前对其实际性能进行有效评估就显得颇有意义。而声纳目标模拟器的使用恰是一种有效的手段:一方面,可帮助更好地理解和充分地利用海洋环境条件;另一方面,声纳的性能评估优化也能以较低成本实现,进而缩短评估时间,从而能更有效地工作于实际的海洋环境中。为此,本文即围绕某项目即声纳目标模拟器的研制,对主动声纳目标模拟器建模中的基础理论、关键技术以及工程实现等问题进行了研究,从而搭建水声环境平台,在声纳系统装艇之前,实现对声纳系统性能进行有效的测试评估。建模是系统仿真的基础。国际上早期的水声建模研究是从二十世纪六十年代开始的。水声建模研究的主要内容就是解决如何把人们对海洋声学的物理理解转化为可由计算机解算的数学公式的问题。水声建模研究开展的主要动机是与水下防卫密切相关的,从事于反潜战和水下防卫的研究人员利用模型来解释和预报海洋水声条件以支持声纳系统的设计和操作,包括海试数据分析、海试水文条件预报、声纳系统优化设计以及性能预报等。述了本论文的研究内容。位和识别等重要任务。哈尔滨仟搜学位论文
究手段:一则可以对概念上的声纳设计在不同海洋环境下的性能进行定量研模型有物理模型和数学模型之分。物理模型是在理论上和概念上对发生数据褪的P基于对相关物理过程的数学描述J的P拖蚩刹僮骷⒑Q蠡肪衬P停饕0ㄒ恍┚樗惴ǎ糜诙垦芯亢Q蠡肪车慕面条件C婧秃5和海水介质的作用。模型包括声速分布、吸收水声建模已经成为声纳设计人员在实验室条件下模拟声纳性能的主要研究;二则还可以对现役声纳系统在不同海区和季节条件下的性能进行有效的评估。在海洋内部的物理过程进行描述。数学模型则包括经验模型诤J圆饬算机模型的转换受限于诸多因素:计算机性能的限制、低效的数学方法、以及缺乏用于模型初始化和模型性能评估的海洋及声学数据等。水声模型可分为三大类【浚椿肪衬P汀⒒旧P秃蜕尚阅苣P汀水声模型及其相互关系如图所示。图水声模型系数、海面和海底的反射损失,以及海面、海底和海水介质的反向散射强度等。⒒旧P停ùú传播损失⒃肷突煜炷P汀哈尔滨程大学硕十学位论文
.饬坑胨け型组成。集成的声纳性能模型用以解决特定的声纳应用问题,如探潜、建模应用通常分为研究和实用两个基本领域。面向研究的建模应用是在实验室环境下进行的,这里精确性是最重要的,而相应的计算时间并不是关试项目之一来进行的,包括海上的舰船操作和岸上的声纳系统操作训练等。实用角度的应用通常需要在给定条件下快速响应,因而此时处理速度的要求水声研究正在由测量阶段向理解和预报阶段过渡,这种过渡并不是一帆风顺,直接的测量是有限的,得到的预报工具P也并不完美,所以仍然需要进行大量的细化工作。由于仪器和设备的高额运行费用,物理上的测量实验通常是非常昂贵的。特别是海洋和水声数据的获取与收集,由于测量平台弧⒎苫颓蓖У的高额运行费用,海试的代价尤其昂贵。建模已广泛用于对物理现象所进剖析及科学的理解,而且不必