海上靶场弹着水柱坐标声靶检测与计算方法研究

论文摘要

在武器系统的研制过程中,试验是不可缺少的一个重要环节。试验质量的优劣、周期的长短对提高武器系统的质量、缩短装备部队的时间、提高武器装备的综合效益有着关键的意义。目前我军海上靶场对弹着点多采用光学交绘的方法测量弹着水柱的坐标,测量的精度低,成本高、实时性差,迫切需要一种新的测量计算方法。声波是炮弹爆炸的产物之一,它易于检测,且不受视线情况和自然条件的影响,声波在介质中的传播可预测性强,相关理论成熟。因此,基于声学的弹着水柱坐标测量计算方法便成为首选。此方法将声音信号转换为数字信号并用数字信号处理技术进行分析处理,提取有用的信息,建立合理的数学模型,选取合适的编程工具来实现,这一方案具有较高的精确性与较强的稳定性和可扩展性。本文设计了海上靶场弹着水柱坐标声靶测量系统,提出了基于声学的弹着水柱坐标及散布精度测量计算方法。首先介绍了弹着水柱坐标声靶检测系统相关的应用背景和技术背景,简要说明了系统的总体结构和各子系统的功能与构成。主体部分详细叙述了海上靶场弹着水柱坐标声靶检测系统的组成与实现,提出了弹着水柱坐标及散布精度计算方法,进行了误差分析和仿真,并针对实际应用中可能遇到的情况对系统进行了完善,指出了系统需要完善和改进的地方。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状及存在的问题
• 1.3 本文研究的主要内容
• 2 海上靶场弹着水柱坐标声靶检测系统总体结构
• 2.1 海上靶场对弹着水柱坐标声靶检测系统的技术条件和要求
• 2.2 海上靶场弹着水柱坐标声靶检测系统的模型设计
• 2.3 声传感器
• 2.3.1 声传感器的原理与常见类型
• 2.3.2 声传感器的性能指标
• 2.4 前置处理子系统
• 2.5 环境补偿子系统
• 2.5.1 补偿原理
• 2.5.2 子系统的构成
• 2.6 无线通信子系统
• 2.6.1 无线通信子系统作用与组成
• 2.6.2 无线通信子系统的原理
• 2.7 信号处理子系统
• 2.7.1 信号处理子系统的功能
• 2.7.2 数字信号处理技术简介
• 2.8 计算评估子系统
• 3 海上靶场弹着水柱坐标声靶检测系统设计
• 3.1 浮标式声靶检测系统
• 3.1.1 浮标式声靶检测系统组成与原理
• 3.1.2 水听器的选择
• 3.1.3 电源的设计
• 3.1.4 GPS 接收机的原理及设计
• 3.1.5 数据采集器的确定及选型
• 3.1.6 数据接收处理设备的设计
• 3.1.7 海上靶场弹着水柱声靶检测系统实施方法
• 3.2 拖曳式声靶检测系统
• 3.2.1 拖船
• 3.2.2 靶船及声靶
• 4 弹着点坐标及散布精度测量计算公式
• 4.1 浮标式声靶检测系统弹着点坐标及散布精度计算公式
• 4.2 拖曳式声靶检测系统弹着点坐标及散布精度计算公式
• 5 误差分析
• 5.1 误差理论
• 5.2 误差源分析
• 5.3 误差处理及减小误差的措施
• 6 海上靶场弹着水柱坐标计算公式仿真
• 6.1 仿真工具简介
• 6.2 仿真过程、结果及分析
• 总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
• 致谢