反潜非声探测新方法研究 ——计算机仿真与决策支持系统研究

论文摘要

随着潜艇减声降噪技术的进步和“隐身”水平的提高,如何有效地提高探测技术水平是现代战争环境中的反潜战面临的紧迫问题。非声探测技术作为一种新的反潜探测技术,有效地克服了声纳探测技术的不足,正受到越来越多国家的关注,在这种形势下,如何发展非声探测技术以及评估其效用就成为国内外科研人员一直研究的重要课题,而根据各种潜艇探测数据该做出怎样的作战决策,也是研究的重点。计算机仿真技术和决策支持系统的应用刚好解决这两个问题。本文首先介绍了海浪谱的数学模型,利用随机海浪数学模型和能量等分法仿真出各级海情下随机海浪波面,并于潜艇水下运动形成的内波产生的水面映波进行叠加,仿真出不同海情下潜艇以不同速度航行时的变化情况。其次,根据潜艇的水下运动使得局部海域水温升高的特性,在深入学习潜艇热尾流浮升的基础上,利用海-气交换原理和大气折射率的“异常”,介绍了基于海-气交换的潜艇探测方法。此外,本文在学习雷达回波信号的基础上,根据潜艇水下运动产生的尾流、尾迹,改变了潜艇活动区域的海面粗糙度和海面雷达截面积,从而造成雷达海面回波信号产生“异常”这一特性,研究了基于雷达海面回波的潜艇非声探测方法。针对单一潜艇探测方法所探测结果的不准确性,在深入学习了模糊模式识别的基础上,研究了基于模糊模式识别的潜艇威胁等级判断方法。最后,为防止大规模盲目地对潜艇进行搜索,研究了基于灰色聚类评估的潜艇区域威胁等级划分方法,根据对各项探测数据的融合计算,对潜艇可能活动的区域进行评估,得出潜艇在各个区域出现的可能性大小,为反潜作战中的正确决策提供支持。本文从第二章开始,对每种探测方法以及数据融合技术都进行了仿真实验,并对实验结果进行了分析评估,为进一步研究反潜非声探测技术和决策支持研究提供了实验参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景与意义
• 1.2 计算机仿真和决策支持系统概述
• 1.2.1 计算机仿真
• 1.2.2 决策支持系统
• 1.3 国内外研究现状与发展趋势
• 1.3.1 非声探测技术方面
• 1.3.2 决策支持系统方面
• 1.4 本文主要研究内容
• 1.5 本文组织结构
• 第二章 随机海浪的仿真技术研究
• 2.1 海浪谱概述
• 2.2 海浪谱的一般形式
• 2.3 海浪的数值模拟模型
• 2.4 海情仿真参数的选取
• 2.5 仿真分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 水文、气象反潜非声探测技术研究
• 3.1 内波尾迹探测技术研究
• 3.1.1 潜艇内波尾迹概述
• 3.1.2 内波水面映波波幅计算
• 3.1.3 内波水面映波波幅仿真
• 3.1.4 仿真分析
• 3.2 基于海-气交换探测技术研究
• 3.2.1 海-气界面通量交换概述
• 3.2.2 潜艇热尾流浮升模型分析
• 3.2.3 基于海-气交换数学模型
• 3.2.4 大气折射率影响仿真分析
• 3.3 基于雷达海面回波的潜艇非声探测研究
• 3.3.1 电磁信号强度分析
• 3.3.2 雷达发射信号模型
• 3.3.3 海面雷达截面积
• 3.3.4 雷达海面回波信号模型
• 3.3.5 仿真分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于模糊模式识别的潜艇威胁等级判断方法研究
• 4.1 模糊模式识别原理
• 4.1.1 贴近度
• 4.1.2 模糊模式识别原则
• 4.2 运用模糊模式识别判断潜艇威胁等级
• 4.2.1 建立模糊模式识别指标体系
• 4.2.2 基于模糊模式识别潜艇威胁等级判断方法
• 4.3 仿真分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 灰色聚类评估在反潜决策中的应用
• 5.1 灰色系统理论
• 5.2 灰色评估理论
• 5.2.1 基本理论
• 5.2.2 灰色聚类评估算法
• 5.3 基于灰色聚类评估的反潜决策方法
• 5.3.1 方法的提出
• 5.3.2 潜艇威胁区域划分方法
• 5.3.3 算法流程
• 5.4 仿真分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1：作者在攻读硕士学位期间发表的论文与参与项目
• 附录2：仿真系统基本说明