XiaoMi-AI文件搜索系统
World File Search System浮标
不规则声呐浮标模式的设计和性能...
摘要 - 冷战期间开发了最佳单基地声纳浮标场模式，用于深而均匀的海底环境，其中简单的中值检测范围可用于定义声纳浮标之间有用的固定间距。然而，当前经常进行作战的沿海环境中的海洋和声学条件非常复杂且动态，以至于空间和时间的变化破坏了与传统战术搜索概念相关的同质假设。已经开展了多项研究工作来设计更好的被动和单基地主动声纳浮标位置，但其中大多数是评估算法，而不是真正的规划算法。一种不同的算法方法已成功开发并最初应用于单基地移动传感器，该方法从一组随机的传感器位置开始，然后使用遗传算法找到近似最优解。遗传算法解决方案是非标准搜索路径，可适应复杂的海洋学、可变的底部特性和假定的目标战术 [D.P.Kierstead 和 D.R.DelBalzo，《军事运筹学杂志》（2003 年 3 月/4 月）]。随后开发了一种新功能，用于优化复杂沿海环境中多静态主动声纳浮标的位置（纬度、经度和深度）和 ping 时间。这些算法称为 SCOUT（传感器协调以实现最佳利用和战术）。SCOUT 包含对移动传感器遗传算法方法的两项重大修改，以解释双静态和多静态声纳浮标场，其中每个接收器都能够观察来自每个源的数据。第一个修改是在结构上，引入了一个新的染色体来描述战术计划。每个声纳浮标都有一个基因，由一个位置、一个有序的部署序列和一组 ping 时间组成。新染色体中的位置和时间独立变异，并以不规则的模式和非连续的 ping 序列为特征。第二个修改是在检测建模上，引入了一种新的双基地检测模型。它允许相干和非相干处理的组合。对于这项工作，我们假设可以同时监控所有声纳浮标。本文讨论了现实环境中的新染色体结构和模拟结果。结果表明：a) SCOUT 可以有效地将多基地传感器场适应SCOUT 算法是我们之前的遗传算法工作的扩展，据我们所知，它们是唯一从头开始设计复杂环境中多静态主动声纳浮标位置的解决方案，而不是推荐一般的努力分配或简单地评估具有不同参数的标准模式。
长寿命环境声呐浮标对...的潜在影响
军事活动的重点最近已从大面积交战转向区域冲突。因此，海军海上作战继续向复杂的浅水近岸环境中的沿海战争发展。这种演变需要新的传感器、先进的作战概念和改进的数据分析能力等。在这些恶劣环境区域规划行动很困难，因为准确预测战术传感器性能取决于对当地环境条件的详细了解。因此，战术任务规划很少是最佳或有效的 - 通常导致覆盖范围不足、风险增加和任务成功率降低。美国海军正在探索延长寿命的环境声纳浮标概念，以更好地表征沿海环境。一些设计包含用于测量海洋温度的热敏电阻串和用于测量环境噪声的水听器。这种复杂的声纳浮标比传统的单次测量消耗性深海温度计要昂贵得多，但它可以提供更彻底的环境评估。本文从覆盖面积和检测概率的角度研究了增加的传感器成本与提高的 ASW 性能之间的权衡。对于这种权衡分析，使用了日本海的温度数据以及来自档案数据和噪声统计模型的真实动态环境噪声场。然后模拟了几个虚构的环境浮标在该区域漂流并在几天内收集数据。分析表明，漂流的延长寿命环境声纳浮标场可以显着改善环境表征、战术规划和 ASW 检测性能。
声纳浮标系统界面设计
摘要 ................................................................................................................................................iii
声呐浮标显示集成
声纳浮标是一种消耗性声纳系统，通常部署在飞机或船上，用于反潜战或水下声学研究。探测、分类、定位和跟踪是声纳操作员的四项基本任务。其中，通过单个被动或主动声纳系统对潜在接触的初步探测是第一个也是最困难的任务。这是由于水下声音传播模式复杂、环境噪声源的存在以及现代常规潜艇辐射噪声的减少。因此，在一个或多个地理上分离的平台上集成来自多个传感器系统的数据被广泛认为是解决这一问题的一种有前途的策略。如 [1] 中所述，声纳数据集成可以在各个级别执行，包括原始数据级别、检测级别、信息级别和显示级别。每种类型的集成都在一定程度上有利于声纳操作员执行四项基本任务中的一项或多项。例如，集成来自空间上分离位置的多个传感器的数据可大大提高目标定位和目标运动分析的准确性。与线性阵列相关的接触方位模糊性（无法确定接触点位于阵列的左侧还是右侧），例如
声学海洋浮标遥测系统 - SiPLAB
空中 RaN 和水下 AcN，从而形成一个无缝网络。此外，“先进”声纳浮标可用作获取数据预处理和数据融合的中间步骤，通过此步骤可实现数据缩减。这种数据缩减意味着更短的数据上传时间，这是在敌对地区执行 REA 操作的重要前提，因为空中 RaN 节点的长期存在可能会影响任务的成功。敌对地区行动表明，“先进”声纳浮标领域必须集成一个可以随时添加或抑制节点的网络，即使使用单个“先进”声纳浮标也能执行精简的操作。声学海洋浮标 (AOB) 遥测系统希望满足“先进”声纳浮标的特性。它使用标准“IEEE 802.11”WLAN 配置集成空中 RaN，并使用水听器阵列和声源集成水下 AcN。第一台 AOB 原型机在 2003 年 [3] 和 2004 年 [4] 的海事快速环境评估海上试验中进行了测试。2005 年 9 月 15 日至 10 月 2 日，在美国夏威夷考艾岛附近的 MakaiEx 海上试验中对 AOB 的现行版本进行了测试，此次试验是在美国圣地亚哥 HLS Research Inc 推动的高频计划的背景下进行的。下面将描述 AOB 的设计，讨论主要的系统特性，介绍 MakayEx AOB 工程测试，并指出未来的发展。系统设计 AOB 的物理特性在高度（1.2 米）、直径（16 厘米）、重量（40 公斤）和自主性（12 小时）方面与标准声纳浮标相似。然而，AOB 具有先进的功能，包括：独立或网络操作；本地数据存储；专用信号处理；GPS 授时和定位；实时数据传输和中继。本节简要介绍了AOB硬件和软件，并给出了“基站”（空中RaN节点）的主要特性。
声学海洋浮标遥测系统 - SiPLAB
空中 RaN 和水下 AcN，从而形成一个无缝网络。此外，“先进”声纳浮标可用作获取数据预处理和数据融合的中间步骤，通过此步骤可实现数据缩减。此类数据缩减意味着更短的数据上传时间，这是在敌对地区执行 REA 操作的重要先决条件，因为空中 RaN 节点的长期存在可能会影响任务成功。敌对地区操作表明，“先进”声纳浮标领域必须集成一个可随时添加或抑制节点的网络，即使使用单个“先进”声纳浮标也能执行精简的操作。声学海洋浮标 (AOB) 遥测系统希望满足“先进”声纳浮标的特性。它通过使用标准“IEEE 802.11”WLAN配置集成空中RaN，并使用水听器阵列和声源集成水下AcN。第一个AOB原型在2003年[3]和2004年[4]的海上快速环境评估海上试验中进行了测试。AOB的当前版本于2005年9月15日至10月2日在美国夏威夷考艾岛附近的MakaiEx海上试验中进行了测试，该试验是美国圣地亚哥HLS Research Inc推动的高频计划的背景下进行的。下面将描述AOB设计，讨论主要系统特性，介绍MakayEx AOB工程测试并指出未来的发展。系统设计 AOB 的物理特性，包括高度（1.2m）、直径（16cm）、重量（40kg）和自主性（12 小时），与标准声纳浮标的物理特性相似。但是，AOB 具有高级功能，包括：独立或网络操作；本地数据存储；专用信号处理；GPS 定时和定位；实时数据传输和中继。本节简要介绍 AOB 硬件和软件，并给出“基站”——空中 RaN 节点的主要特性。
使用军用 P(Y) 代码进行声呐浮标定位
• 声纳浮标可从精确的 GPS 定位中获益，从而改善操作 – 提高精度并降低飞机的脆弱性 – 允许联网的声纳浮标定位和防区外操作 • OSD 策略要求对 GPS 军事应用使用安全的 P(Y) 代码 – 在战术环境中，C/A 代码 GPS 很容易被欺骗或拒绝 – 当前的军用 GPS UE (SAASM) 对于声纳浮标操作来说太昂贵了 • 传统 GPS 解决方案在具有挑战性的声纳浮标环境中无法很好地运行 – 由于天线在海面上方的高度较低，因此遮蔽程度高 – 从存储中取出时的首次定位时间较长。高海况和/或大风也会加剧 TTFF（长达数小时！） – 天线附近 1 瓦功率的射频干扰
使用军用 P(Y) 代码进行声呐浮标定位
• 声纳浮标可从精确的 GPS 定位中获益，从而改善操作 – 提高精度并降低飞机的脆弱性 – 允许联网声纳浮标定位和防区外操作 • OSD 策略要求对 GPS 军事应用使用安全的 P(Y) 代码 – 在战术环境中，C/A 代码 GPS 很容易被欺骗或拒绝 – 当前的军用 GPS UE (SAASM) 对于声纳浮标操作来说太昂贵了 • 传统 GPS 解决方案在具有挑战性的声纳浮标环境中无法很好地运行 – 由于天线在海面上方的高度较低，因此遮蔽程度较高 – 从存储中取出时首次定位时间较长。高海况和/或大风也会加剧 TTFF（长达数小时！） – 天线附近 1 瓦功率的射频干扰
自由浮动浮标声纳定位系统
海水中近表面声速 3'4 (1483 m s-r) 到频率计数器。门控周期由射频询问脉冲和声纳返回信号之间的持续时间设置。反射的声纳信号不会影响距离测量，因为它们的传播时间更长。 一对接收换能器安装在特殊形状的黄铜浮标下方，重 4 公斤 [图 3(a)]，并通过一段尼龙绳悬挂在海面以下约 4 米处（图I ）为浮标位置的三角测量计算提供了基线。通过比较换能器悬挂点之间的测量分离与换能器分离的声纳距离测量，确定此布置的基线稳定性在 * 0.I m 以内。在典型的实验情况下，即前后基线为 15 米，距离应答浮标 200 米，接收传感器的信噪比为 30 dB，通过三角测量计算和位置数据的统计处理，浮标位置可以在 * 0.5 米的精度范围内确定（第III B 节）。
自由浮动浮标声纳定位系统
将海水中近表面声速3'4 (1483 m s-r) 发送到频率计数器。门周期由射频询问脉冲和声纳返回信号之间的持续时间设置。反射的声纳信号由于传播时间较长，不会影响距离测量。一对接收换能器安装在重 4 千克的特殊形状的黄铜浮标下方 [图 3(a)]，并通过一段尼龙绳悬挂在海面以下约 4 米处（图 1），为浮标位置的三角测量计算提供了基线。通过比较换能器悬挂点之间测得的分离度与换能器分离的声纳距离测量值，确定此布置的基线稳定性在 * 0.1 m 以内。在典型的实验情况下，即前后基线为 15 米，到应答浮标的范围为 200 米，接收传感器的信噪比为 30 dB，通过三角测量计算和位置数据的统计处理，可以在 * 0.5 米的精度范围内确定浮标位置（第 III B 节）。