摘要:随着海洋开发与探索的增加，集成多种技术的用于智慧海洋研究的水下物联网(UIoT)掀起了研究的热潮，使用计算高效且具有普适性的算法来进行方位估计是当前的发展趋势。为了满足上述要求，提出了一种新颖且广泛应用的酉四元数(UQ)模型中心对称阵列，相应协方差矩阵的估计和分解可以在实数域中执行，而不是复数域中，因此实现计算的低复杂度。此外，我们分析了该模型的物理含义，并将其与新兴的基于四元数的姿态估计和控制相结合，揭示了 UQ 模型在 UIoT 中的潜在优势。在仿真实验中，我们在几个仿真的水下场景中测试了算法的性能，证明了 UQ 模型的灵活性和适用性。

摘要:发射信号波形的选择是主动声呐设计过程中必须要考虑的问题之一，不同的信号形式会直接影响声呐的性能。海洋哺乳生物通过叫声实现种群间的通信以及对水下环境的感知，这一常见的生物学行为激发了基于生物叫声的声呐系统的开发。但海洋生物在全球分布广泛并且叫声种类繁多，需要结合声呐系统的设计参数对采集到的叫声进行效能分析，才能在不改变传统声呐设计的基础上拓展仿生隐蔽探测功能。针对这一问题，提出了基于主动声呐信号分析的海洋生物叫声效能分析方案。以采集到的 6 种海豚叫声为例，基于同步压缩变换和贪婪算法重构样本信号，从 5 个维度对声呐系统仿生信号进行了分析。仿真结果表明，该效能评估方案可对海洋生物叫声进行有效筛选，以确定适合声呐系统的信号波形。

摘要:针对带内全双工水声通信的自干扰抵消技术，目前常通过模拟域或数字域自干扰抵消方法进行自干扰信号消除，但由于硬件设备问题，自干扰抵消性能存在上限。而空间域自干扰抵消常采用吸声障板或具有指向性的换能器完成，虽增加了自干扰抵消上限，但在工程应用中较为复杂，方法具有设备依赖性，且抵消能力有限。为进一步增加自干扰抵消上限并减少空间域自干扰抵消方法复杂度，基于阵列信号处理技术完成空间域自干扰抵消，并针对带内全双工水声通信中独有问题设计波束形成器，利用空域滤波抑制自干扰信号并增强期望信号，通过仿真及水池实验验证了本方法的实用性及抵消效果。

摘要:正交时频空调制是近年来提出的一种用于高速移动无线通信场景的调制技术，通过将时变多径信道转换到时延–多普勒域，使得所有符号都经历几乎相同且变化缓慢的稀疏信道。与正交频分复用系统相比， 正交时频空技术具有较低的峰均功率比，且能够有效抵抗多普勒效应，在高时延、高多普勒的信道条件下具备性能优势。简要介绍了正交时频空技术的基本原理，以及目前无线电及水声通信领域正交时频空技术研究与应用现状，梳理了正交时频空技术在工程应用中亟待解决的关键问题，如波形设计、信道估计和均衡以及接收机结构设计等。最后对正交时频空技术在水声通信系统中面临的挑战和应用前景进行了分析和展望。

摘要:为解决水声信道下通信信号识别困难的问题,对水声 CW、LFM、2FSK、4FSK、BPSK、QPSK、DSSS-BPSK 和 OFDM 信号的调制识别技术进行了研究,旨在提出一种适用于这 8 种信号的调制识别方法。通过对信号的时频特征、二次方谱特征及自相关特征进行分析,并利用基于迁移学习的 ResNet 网络和线性支持向量机进行分类,最终得到了一种多特征联合水声通信信号调制识别方法。仿真表明:在千岛湖多径信道下,信噪比大于 9 dB 时,所研究 8 种信号的识别率均在 99%以上 ；最后,通过海试进一步验证了该方法的可行性,海试数据识别率均在 93%以上。仿真及海试验证的结果表明,所提的方法是适用于水声信道的

摘要:由风、雨、舰船、海洋生物以及工业等因素形成的海洋环境噪声，是海洋中永恒存在的声场， 包含频段丰富。无论是在水下目标的主动探测还是被动探测过程中，海洋环境噪声都被认为是水声信道中的干扰因素。但海洋环境噪声包含诸多水体、海面、海底和海洋生物等信息，可以通过反演获取海水、海底等各种信息。概述了国内外基于海洋环境噪声声成像的发展现状，并预测了该领域技术发展趋势。基于海洋环境噪声进行的水下目标探测，在探测开发海洋资源、维护国家主权和国家海洋环境安全等方面具有重要意义。

摘要:随着人工智能的发展，水面无人艇可代替人工进行危险任务作业，目标检测是其完成自主探测的核心技术。深度学习技术克服了人工特征提取精度低、通用性差等局限性，已成为图像处理的主流方法。 首先，对当前基于深度学习的目标检测算法的发展现状进行了全面总结，对算法分类进行了详细的定义，并指出了不同类型算法的优缺点及适用场景；然后，分析了无人艇水面目标检测技术的研究现状，指出了各类深度学习工作的贡献、优势和局限性；最后，总结了面向水面无人艇的深度学习目标检测算法中亟需解决的关键科学问题，并对可行的方案以及该应用研究领域的未来发展做了进一步的展望。

摘要:以西太平洋海域 2 个中尺度涡为例，利用 AVISO 卫星高度计观测的海平面高度异常(Sea Level Anomaly，SLA)数据、HYCOM 模式的温度、盐度数据及水下滑翔机实测数据，分析了 Ocean Data View 软件(ODV)在实现该区域中尺度涡运动特征规律研究的实用性，探讨了中尺度涡分析处理的关键技术和方法。 结果表明：利用 ODV 软件能够快速绘制海平面高度异常值和海表面流速的平面图，进而准确判别中尺度涡类型、追踪中尺度涡在海表面的水平空间尺度及演化特征；也可绘制任意航迹温、盐深断面图用于分析中尺度涡的垂直结构和判别涡结构类型；同时 ODV 软件也提供了垂直涡结构实测数据与模式数据对比分析模式，为中尺度涡研究提供强有力的分析工具和技术支撑方法。

摘要:水下组合导航是 UUV 完成长航时水下自主航行和任务的技术保障和基础，而基于 INS/DVL/GPS 的组合导航是当前 UUV 的主流组合导航方式，可解决导航误差随时间积累的难题，满足 UUV 长航时水下航行的要求。介绍了水下组合导航系统的结构和组成以及关键技术，并详细论述了初始对准算法、纯惯性解算算法、组合导航算法、DVL 标定算法和校准算法。

摘要:指控系统是潜艇作战的核心，对潜艇的战斗力生成起着至关重要的作用。潜艇指控系统必须要满足潜艇作战的需要。通过研究美国和英国潜艇指控系统的发展，分析美国和英国指控系统发展的技术特点， 在此基础上进行思考。从支持无人装备、系统结构、系统智能化和智能化显示方面得出潜艇指控系统未来发展的几点启示。这对潜艇指控系统未来的发展具有一定的参考价值。

摘要:针对磁罗盘自身误差以及载体平台磁干扰导致磁罗盘测量精度不高的问题，提出了一种磁罗盘误差校准方法。通过对磁罗盘自身误差以及载体平台磁干扰产生的误差进行分析，建立了误差校准模型，并结合实际应用条件给出了磁罗盘平面校准方法和空间校准方法，采用最小二乘回归算法对模型求解，解决了磁罗盘现场校准问题。利用所研制的磁罗盘开展了施加磁干扰后的磁罗盘校准验证实验，并对校准前后的方位角精度进行了测试。试验结果表明：在施加磁干扰后方位角最大误差 12°的条件下，利用该方法校准后方位角最大误差仅为 0.2°， 说明了该方法的有效性。最后，介绍了磁罗盘在海洋领域常见的几种应用。

摘要:角反射器对雷达电磁波有极强的反射回波特性，可模拟舰船、装甲车等军事目标。金属角反射器在使用过程中因锈蚀、油污等原因造成角反射器表面破损，造成其性能严重下降。分别研究了角反射器反射面不同的破损面积和破损数量条件下雷达散射截面积(RCS)特性，金属角反射器 RCS 值随反射面破损数量增多和面积增大快速降低，可有效量化评估角反射器电磁波反射能力。

摘要:以陆地枪械发射内弹道方程组理论为基础，结合水下聚能剪切器动作的技术特点，对动刀运动的能量转化机理和刀架内部组件的动力学响应进行了综合分析，建立归一化数学模型，用于内弹道参量变化特性曲线的数值计算。通过对某型号水下剪切器内弹道仿真求解，定量分析了各参量变化过程，论证了短行程聚能剪切方案的可行性，为后继内弹道设计及装药参量的优化奠定了理论基础。

摘要:深海战场空间的独特性和超前性引发了深海军事的发展和变革，并逐步改变军事斗争的战略态势。因此，迫切需要加速形成深海战场环境保障能力，为维护我国安全和海外利益拓展等提供基础支撑。总结归纳了深海概念及环境影响，提出面临形势与未来挑战，深入分析深海战略威慑、水下航行、导航定位、 预置武器和预报预警等场景下的战场环境保障需求，最后提出深海战场环境保障建设的措施建议。

摘要:所述型号磁通门测磁仪常用于舰船磁场测量和其它物体磁场测量，由于其供电电源电路复杂， 存在体积较大、电池容量小的不足。针对上述问题，通过对其电源电路的充、放电部分及电池组进行设计和改进，使其体积减小，外场使用方便，能快速及时地维修和更换，提高了仪器集成度、整体性能以及舰船磁场测量的稳定性和效率。