被动目标DEMON检测方法研究及处理系统方案设计

论文题目: 被动目标DEMON检测方法研究及处理系统方案设计

论文类型: 硕士论文

论文专业: 通信与信息系统

作者: 鲍雪山

导师: 徐新盛

关键词: 被动目标检测,线谱,基频,谐波

文献来源: 哈尔滨工程大学

发表年度: 2005

论文摘要: 被动目标检测和识别是现代水声技术重点研究领域之一。被动声纳较之主动声纳有着更好的隐蔽性,它即使不发射声波也能使潜艇了解到目标的各种信息,这些信息通常包括:目标方位、距离、航速、类型等。所以国内外研究人员在这一领域做了大量的工作,以期提升声纳系统的性能。舰船辐射噪声往往是由高频的连续谱和低频的强线谱组成,而线谱主要是由螺旋桨的空化引起的,它在频谱图上表现为由基频和各次谐波组成的线谱,而基频和目标的螺旋桨转速以及叶片数有关,具有一定的稳定性,所以长期以来人们对目标线谱的研究有着浓厚的兴趣。以往,人们在目标线谱的检测和识别领域做了许多研究,对于单一目标的线谱检测已有了较为成熟的方法,但是对于多目标的线谱检测效果并不很理想,特别如果这些目标的方位重叠,在同一个波束里他们各自的基频是不容易分离的,它们在谱图上的表现很凌乱,在信噪比不很高的情况下人眼识别很困难,机器自动识别也就更不易了。本文的主要工作之一就是基于这些问题,尝试机器自动检测和识别出多个目标各自的基频。被动声纳接收的信号的包络中包含有目标信息,在本文中,我们引入舰船辐射噪声数理模型和包络谱检测仿真试验模型,通过对包络的谱分析,分离出线谱噪声,再在这些线谱噪声中估计出能够表现螺旋桨转速信息的目标基频,同时得到较为准确的目标方位等信息。各个环节我们都给出了一个、或以上的解决方法,并分别利用仿真数据和海试数据做了对比试验。最后给出了一套软硬件系统解决方案,用于目标检测、识别以及显示系统的设计和改进。该课题已取得阶段性的研究成果。

论文目录:

第1章绪论

1．1 我课题背景及意义

1．2 线谱相关技术国内外研究现状

1．3 本论文的主要工作

1．3．1 线谱检测

1．3．2 多目标下的基频估计

1．3．3 目标方位估计

1．3．4 线谱能量显示系统均衡

1．3．5 软、硬件系统方案设计

第2章线谱提取

2．1 舰船、鱼雷的辐射噪声谱特性

2．1．1 舰船辐射噪声的噪声谱

2．1．2 舰船辐射噪声源及其特性

2．1．3 辐射噪声源概要

2．2 被动目标仿真模型

2．2．1 舰船辐射噪声仿真模型

2．2．2 被动声纳接收到两个目标信号的仿真模型

2．3 背景噪声和连续谱平滑

2．3．1 线性相位滤波器方法

2．3．2 双通分离窗算法(Two-Pass Split-Window Algorithm)

2．3．3 排序截短算法(Order-Truncate-Average Algorithm)

2．3．4 噪声均值估计、剔除与显示系统

2．4 线谱判决准则

2．4．1 疑似线谱判决的三个准则

2．4．2 仿真试验结果

2．4．3 海试数据的处理

2．5 疑似线谱检测快速算法

2．6 本章小结

第3章基频检测

3．1 多目标情况下基频检测遇到的困难

3．2 已有的检测方法的优缺点

3．2．1 谱频谱方法求基频

3．2．2 倒谱方法求基频

3．3 倍频检测方法

3．3．1 倍频检测算法

3．3．2 倍频方法用于基频检测的实验结果

3．4 本章小结

第4章目标方位估计和线谱能量显示均衡

4．1 目标方位估计

4．2 线谱能量显示均衡

4．3 本章小结

第5章软、硬件系统设计

5．1 软件系统

5．1．1 系统组成结构

5．1．2 疑似线谱检测模块

5．1．3 轴频估计模块

5．1．4 专家系统模块

5．1．5 高分辨目标方位估计模块

5．1．6 系统软件对数据存储空间和运算量的考虑

5．2 硬件系统

5．2．1 处理系统结构

5．2．2 处理系统性能特点

5．2．3 DSP处理系统电路的设计与实现

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

发布时间: 2005-10-21

参考文献

[1].自适应线谱检测方法研究[D]. 郭微.哈尔滨工程大学2015

被动目标DEMON检测方法研究及处理系统方案设计

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