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。
反潜战是海军最重要的任务之一。反潜战的第一步也是不可或缺的一步是探测潜艇,第二步是确定潜艇的位置,第三步是对其进行分类或识别。潜艇的探测、定位和分类主要采用水声方法,这种方法目前被认为是最有效的。水声潜艇探测方法通常分为主动和被动两类。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到不发出任何声信号的潜艇(例如当潜艇不动时)或发出非常弱的信号(例如所谓的安静潜艇)。主要缺点是需要发射探测信号,这会暴露敌方回声测距系统的存在。被动方法使用潜艇发出的声学信号,这是一个明显的缺点;但是,它们不会暴露系统的存在。鉴于两种方法的互补优势,它们通常在潜艇探测中结合使用。
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。
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声纳浮标场由发射器和接收器网络组成,通常用于查找和跟踪水下目标。对于给定的环境和声纳浮标场布局,这种场的性能取决于调度,即决定哪个源应该传输,以及在任何给定时间应该从可用波形库中传输哪个源。在本文中,我们提出了一种基于多目标优化的新型调度框架。具体来说,我们将声纳浮标场的两个任务(跟踪和搜索)作为独立的、相互竞争的目标函数。使用此框架,我们提出了一种基于帕累托最优的调度特征。该特征描述了搜索跟踪目标之间的权衡,并在真实的多静态声纳浮标模拟中得到了证明。
MLT 是一个单独的发射站,可用作独立的声纳浮标发射器,也可以配置多个以集成到系统级解决方案中。MLT 的大小可从标准发射容器 (SLC) 中释放单个 A 尺寸声纳浮标,或通过使用适配器释放两个 F 或 G 尺寸浮标。空载时 MLT 重约 10 磅。它的充气压力为 1000 至 5000 psi,并配有浮标传感器以确保正确运载和发射。
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从飞机上释放后,降落伞将下降速度限制在大约 30 米/秒。入水后,将部署一个水面浮标,其中包含用于声学数据遥测的甚高频发射器。全向和定向声学传感器信号被传输到机载或舰载声学处理器,用于对窄带、宽带和瞬态潜艇声发射进行被动检测。浮标还将以多静态或主动辅助角色检测低频主动发射和回声。
本文重点介绍了声呐浮标供应链所面临的挑战,声呐浮标供应链是美国及其许多主要盟友执行反潜战 (ASW) 行动的关键项目。本文认为,澳大利亚完全有能力解决这些问题,而且这样做将更好地保障印度太平洋地区的集体反潜战行动。在冷战后短暂的停滞之后,中国和俄罗斯的潜艇舰队得到了显著改进,反潜战重新成为美国海军的一项核心任务。然而,反潜战行动的需求不断增长,暴露出美国海上飞机舰队在维护、采购和战备方面的不足,而这些对于执行这些任务至关重要。本文认为,因此,美国在印度太平洋地区的盟友和合作伙伴(其中许多运营着美国制造的海上飞机)可能需要加大对地区反潜战行动的贡献。然而,所有这些国家都使用的声纳浮标供应链存在严重漏洞,有可能破坏集体努力,这些挑战早在全球 COVID-19 疫情爆发之前就已存在。目前,只有一家美国供应商为美国及其许多主要合作伙伴提供声纳浮标,但其长期满足不断增长的需求的能力存在疑问。在目前的情况下,声纳浮标供应链的任何中断都会对印度太平洋地区的盟友和合作伙伴造成不成比例的影响,同时他们也被要求加大对集体反潜战的贡献。