摘要:

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摘要:磁场异常探测是隐蔽目标探测领域一项重要的探测技术，磁传感器技术的进步促使磁矢量探测成为当前热点。然而有关矢量磁异常的目标定量探测方法讨论较少，关于磁矢量探测与磁标量探测的差异性众说不一，存在巨大争论。基于矢量磁异常三维成像的隐蔽目标精确探测方法，讨论磁标量探测与矢量探测的差异性，并通过仿真实验与实际案例讨论了矢量磁异常的探测效能。研究表明：矢量磁异常三维成像能够更准确地探测隐蔽目标的三维空间分布与目标磁性特征，能够为隐蔽目标位置圈定以及目标类型识别提供依据。

摘要:以海底未爆弹作为待测目标物，对其建立了偶极子磁异常探测模型，应用正交基检测算法 （Orthogonal Basis Functions，OBFs）对获取的磁信号进行弱磁信号提取。结合 GPS 经纬度信息，提出处理海底磁异常数据的数据融合过程，然后创建地磁图来定位可疑的未爆弹（Unexploded Ordnance，UXO）。通过仿真对算法处理流程进行分析。首先，利用有限元模拟方法对未爆弹在地磁背景下所产生的磁异常进行建模，然后模拟实际当中的空间采样过程，得到观测区采样信号图。通过插值的方法进行磁场的重构，最后获取异常源的位置信息。在未爆弹实际探测中，原始磁异常信号信噪比为 14.34 dB。对原始磁异常数据进行滤波、正交基算法检测，信噪比为 20.04 dB，显著提高了 5.7 dB。最终利用地磁图确定可能存在的未爆弹的经纬度位置。结果显示目标探测准确率达到 100%，虚警率为 0。该研究验证了磁异常探测在浅海掩埋未爆弹探测和定位的准确性和可靠性。

摘要:海缆在长久的电力信息输送过程中，损坏故障等突发事故经常发生，研究海缆在地磁背景下环境周围产生磁异常扰动信号，确定海底海缆轨迹和埋设深度，能够在突发状况之后迅速针对该区域内的海缆进行定位，及时对海缆进行维修。基于微元磁偶极子有限元仿真建立海缆磁场模型，探究了检测距离（D_CPA）、海缆长度（L）、背景磁场对海缆磁异常特性的影响规律。通过研究可知：D_CPA<L 时衰减指数约为–2，3L>D_CPA>L 时衰减指数约为–2.8，D_CPA>3L 时衰减指数约为–3；D_CPA 固定时，海缆磁异常随长度明显增加到一定程度会趋向稳定，信号发生畸变；背景磁场分量改变不仅可能改变海缆磁异常信号的强度，还可能改变其信号波形特征。

摘要:利用三轴磁传感器阵列对水下磁性目标进行定位是典型的非线性最小二乘优化问题，传统高斯– 牛顿（GN）法和列文伯格–马夸尔特（LM）算法在求解该问题时具有初值敏感性问题。通过引入信赖域搜索技术，对 LM 算法进行改进，并基于改进的 LM 算法实现磁性目标定位，又通过设置判断阈值来评估迭代点与最优解的距离，提出一种结合改进 LM 算法和高斯–牛顿法特点的改进 LM-GN 算法，既降低了算法对初始值的依赖性，又提高了运行效率。仿真实验结果表明：该方法可以克服现有方法中受初始值影响较大的问题，对目标特征参数的估计更精确，且收敛速度快，具有一定的实际应用价值。

摘要:水下磁性目标产生的磁场成为重要的水下目标非声探测信号源，因此对水下磁性目标的静磁场建模原理开展了研究。实现了均匀磁化的旋转椭球体模型和磁偶极子模型，并对 2 种模型在目标磁异常信号仿真上的适应性进行了分析。研究表明：相比于磁偶极子模型，旋转椭球体模型在传感器与目标距离较近时也能表现很好的适应性。由此，利用旋转椭球体模型，首先通过仿真计算构建了目标在不同运动速度状态下的近距离磁异常信号数据集，然后开展基于深度学习方法的水下磁性目标运动速度识别方法研究，最后识别效果在验证集和测试集上分别取得了 0.17 m/s 和 0.74 m/s 良好的误差精度，为后续目标的航向等状态识别奠定重要基础。

摘要:舰载直升机上安装的磁罗盘方位角测量精度不仅会受直升机自身的磁干扰影响，在舰载直升机起飞、降落以及低空飞越舰船时，还会受舰船上存在的磁干扰影响。论述了磁罗盘工作原理以及方位角测量误差产生的机理，并对舰载直升机中磁罗盘的磁干扰校准给出了可行的方法。同时，对舰载直升机以不同方位角、不同高度在舰船上空飞越时，磁罗盘方位角受舰船磁干扰的影响进行了深入分析，并通过 MATLAB 仿真进行了验证。

摘要:水下电场是一种可用于对水下目标进行探测和识别的重要物理场，通过高灵敏度、低自噪声的水下电场探测系统，可实现对水下目标电场信号的远程测向。针对水下目标测向问题，提出了一种基于稀疏贝叶斯学习的水下电场测向方法。该方法采用多个探测单元同时采集处理水下目标辐射的交变电场信号，再通过稀疏贝叶斯学习方法，实现对目标电场信号波达方向的估计，最终估计出目标与探测系统的相对方位。通过湖上试验，验证了该方法的可行性与鲁棒性。相对于常规波束形成算法，在一定测试场景下，该方法对 16 Hz 频率的正弦波电场信号的测向精度提高了 4.8°。

摘要:随着我国对海洋国防的不断重视，传统声学探测水下目标技术问题的难度加大，水下目标电磁探测技术近年来取得长足进步。轴频电磁场是水下目标电磁探测技术的重要研究内容，目前相关仿真研究仍多基于测线分析，而针对测网观测的轴频电磁场空间分布特性和可探测范围的相关研究仍较为匮乏。分析了前人研究存在的问题，并以时谐水平电偶极子作为等效场源，基于积分方程法模拟讨论探测装置位于海底情形下轴频电磁场分布特性；对基于海底观测网的轴频电场和轴频磁场的可探测范围进行了对比分析；讨论了目标行进方位对轴频电磁场分布的影响；对轴频电磁场未来研究思路进行了展望。

摘要:极低频电磁波在海洋资源勘探、海洋污染源实时监控、自然灾害预测、海上辅助导航、国防监测等方面有广泛的应用，对其进行研究具有重大的意义。介绍了开展的陆上极低频电场特性试验，理论分析与试验结果相结合，验证了水平电偶极子产生电场强度的传播衰减规律。试验结果表明：收发距 0~10 km 时，信号响应强度快速衰减；10~25.4 km 时，信号强度衰减由快速变为缓慢；超过 25.4 km 后信号响应趋于平缓。为了证明电磁波传播时地下信道的存在，进行了波速测量。试验结果表明：陆上 1 Hz 透地电磁波的波速约为 55 km/s，对应电导率σ=0.003 3 S/m，证明了地下信道的存在。

摘要:在极低频电场透地通信中，通常同步采集 2 个互相垂直的电场水平分量。当收发距较大时，采集获得的电场数据往往具有较小的信噪比，接收信号严重受到噪声的干扰，所传递的信息不清晰甚至错误。因此，当在极低频电场透地通信数据信噪比较低时，需要对其进行滤波处理，压制噪声成分，提高数据的质量。提出了一种两步奇异值分解滤波方法，该方法第 1 步压制极低频电场透地通信数据中较强的噪声，第 2 步在第 1 步的基础上继续压制数据中残留的噪声。将该方法应用到某湖上极低频电场透地通信数据中，处理结果表明，该方法可以有效改善各接收点电场数据的质量，极大地提高了数据的信噪比。

摘要:单一探测手段在海上目标探测任务中存在探测效率低、虚警率高的缺陷。为有效提高传感器对海上目标探测的探测能力，降低虚警率，提出了一种基于目标磁场、电场数据的融合探测方法，该方法在磁电数据能量检测的基础上，利用 Pearson 相关系数对证据来源的相关性进行评价，能够修正由环境干扰、传感器异常等因素带来的不稳定性。在海上试验平台，将提出的磁电融合方法与传统单一静磁探测方法对比，明显降低了虚警率，验证了方法的有效性。

摘要:通过舰船的辐射噪声对目标进行识别分类是水声领域的一个重要研究课题。综合介绍舰船辐射噪声数据获取途径、特征提取技术和目标识别技术。首先，介绍了 4 种数据采集类型较为丰富的辐射噪声数据库。其次，从线谱识别、小波分析和非线性特征提取技术 3 个方面介绍辐射噪声的特征提取技术。最后，从支持向量机等传统分类识别技术和深度学习技术 2 个方向介绍辐射噪声领域的识别分类技术。较系统地总结了基于舰船辐射噪声的目标识别分类技术，可以为舰船目标分类识别的研究提供参考。

摘要:无人潜航器是水下智能化作战技术的重要突破口，然而目前其自主能力不足，无法支持水下无人自主作战。针对该问题，提出了一种基于有限状态机和行为树的无人潜航器交战行为分层建模方法，面向无人潜航器打击目标任务，设计行为模型框架与交战行为模型。该模型结合了有限状态机和行为树的优点，具有高解耦性、结构精简、易于修改与复用的特点，能够支撑无人航行器交战行为的定制化开发，并进一步根据任务剖面形成任务清单，支持无人航行器智能化作战。

摘要:潜艇在作战过程中遭受战场损伤，会对潜艇的作战效能造成不良影响。正确处置战场损伤，迅速恢复作战效能，对于潜艇有效履行使命具有十分重要的意义。战损抢修讲究的是在最短时间完成抢修工作、恢复装备运行，利用贝叶斯网络具有对不确定性问题的处理能力，可以有效明确战损抢修优先权，弥补潜艇战损抢修决策不一致所带来的时间损失。主要是将潜艇上的系统设备按照相互影响关系进行网络连接，构建潜艇装备贝叶斯网络模型。通过计算各系统设备遭受破坏时对潜艇作战态势下的影响程度，确定该系统设备的战损抢修优先权。由此可以编排出各类应急处置行动的先后顺序，提高战损抢修的效率。

摘要:为了解决水下低功耗无人设备的供能问题，给出了一种针对水下航行设备所发射特定频段的水声信号进行捕获和能量收集的方法。对方法中所涉及的能量收集器进行了数学建模与仿真分析，证明方法的理论可行性。最后基于仿真结果与设计参数对系统进行试验设计，发现水声信号在 400 Hz，186 dB 时，采用 30 mm×40 mm 的单涂层压电陶瓷可以产生最大输出电压，为 2.69 V。使用能量收集器对该能量进行收集储存，测得其最大输出功率为 315 nW，证明该方法切实可行。