本文旨在描述一种使用海军声纳浮标在公海定位导弹撞击位置的新技术。图 1 显示了典型的海军 ASW 声纳浮标,这是一种空投的消耗性 VHF 无线电,可将其下方水听器接收到的水下声学信号中继到头顶上的飞机* 这种导弹撞击定位系统具有成本低、便携和高精度的优点。基本上,声纳浮标监测导弹撞击海面的水声信号,并使用固定的海底应答器作为声纳浮标的大地参考* 迄今为止,我们使用飞机投下的远距离炸药作为水面声纳浮标和海底应答器之间的声学连接。该声纳浮标系统的撞击精度可以达到 0.1 NM。将来,随着硬件的进一步发展,主动声呐浮标的使用将不再需要远距离电荷参考系,升级后的 SMILS 精度将达到 250 英尺。
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是否有可能应用概念开发方法来解决实际的工业问题?本研究将研究这是否可能。萨博订购了一个概念,允许从加压飞机舱发射声纳浮标,这是一个测试该理论的绝佳机会,因为它是一个真实的系统,具有确保稳健性和安全性的技术要求。该系统需要在狭窄区域内操作,这就是不使用任何发射器的原因,它们无法满足这一需求。该概念还需要满足许多要求,必须在概念过程中确保这些要求。在开发组件时,萨博很少进行彻底而系统的概念开发过程。因此,看看它如何与萨博相关产品配合使用很有趣。
反潜战是海军最重要的任务之一。第一阶段和不可或缺的阶段是探测潜艇,第二阶段是确定潜艇的位置,第三阶段是对其进行分类或识别。潜艇的探测、定位和分类主要采用目前被认为是最有效的水声方法。水声潜艇探测方法通常分为两类:主动和被动。主动方法使用潜艇反射的声信号回声,而被动方法使用潜艇发出的声信号。主动方法的优势在于可以探测不发出任何声信号(例如潜艇不动时)或发出非常弱的信号(例如所谓的安静潜艇)的潜艇。主要缺点是需要发出探测信号,以揭示敌方回声测距系统的存在。被动方法使用潜艇发出的声信号,这是一个明显的缺点;然而,它们不会揭示系统的存在。考虑到两种方法的互补优势,它们通常结合用于潜艇探测。
声纳浮标旋转发射系统 (SRL) 是一种气动发射器,能够在发射间隔三秒内释放十个 A 型声纳浮标。该系统直接安装在飞机地板上,可在飞行中重新装填,并以 1000 至 5000 psi 的充气压力运行。SRL 可以在一次 5000 psi 预充气下发射四十个声纳浮标。SRL 可以与机载压缩机或预充气蓄能器耦合,以实现定制任务能力。
特性由阵列的孔径决定。但是,由于稀疏阵列中的元素数量减少,平均旁瓣电平高于相同孔径的全采样阵列的预期值。假设主瓣幅度为 M,正如预期的那样,对于一个由 M 个标准化和完全局部化的元素组成的阵列,每个元素在主响应轴方向上贡献一个同相矢量。然而,在远离主响应轴的给定方向上,由于元素位置随机,矢量并不同相,而是表现出统计随机相位。单位矢量与随机相位相结合,产生一个均方根 (rms) 幅度为 rm 的旁瓣电平。因此,对于随机阵列,平均旁瓣与主瓣的功率比为 M/MI = 1/M (Lo, 1964, 1965)。
使用主动声纳浮标场检测和跟踪水下目标最近引起了广泛的研究兴趣 [1],[2],[3],[4],[5],[6]。这个问题涉及确定声纳浮标场覆盖区域内的目标数量并跟踪它们的位置。通过从单一源(声纳浮标)传输信号(“ping”)并收集附近多个接收器的反射测量值来获得目标的测量值。由于水下环境中的检测概率低,以及可用的位置测量值(通常采用极坐标)与目标状态之间的非线性关系,因此出现了困难。在 [5] 中,提出了一种 CPHDF 的迭代校正版本的高斯混合近似用于目标检测和跟踪,并基于该算法描述了一种发射机调度算法。还提出了一种使用折扣因子来考虑电池寿命约束的基本技术。本文主要关注多静态声纳浮标环境中的多目标跟踪问题。基数化概率假设密度滤波器 (CPHDF) [7] 已在多静态声纳浮标系统中用于跟踪 [1]、[3]、[5]。CPHDF 是在随机有限集 (RFS) 框架中开发的,它通过其一阶矩和基数或目标数分布来近似完整的多目标后验密度
在大多数情况下,AUV 等潜水器仍然需要一条称为系绳的物理电缆将水下航行器与水面部署船上的人工控制员连接起来。目前缺乏低成本高效的水下调制解调器是主要原因。微型通信声纳浮标旨在充当高度可部署的水下调制解调器,与水面上的射频 (RF) 发射器耦合,从而形成水面和水下基站之间的无缝通信链路。水下通信链路必须能够传输控制命令以及维持来自 AUV 综合故障排除系统 ITS [1] 的诊断数据流。通信链路以微型声纳浮标的形式封装,以方便通过 M-UAV 和旋翼四轴飞行器 [2 & 3] 进行部署。在本文中,我们介绍了微型通信声纳浮标的设计,其中包括最关键的组件——水下调制解调器。水下调制解调器由换能器、水听器和调制技术组成。二。限制 在设计微型通信声纳浮标时面临几个限制。其中一个主要限制是成本,因为初始资金来自低预算。另一个主要限制是声纳浮标的物理尺寸和重量,因为它不能超过 M-UAV 可以携带的最大有效载荷尺寸和重量。