【技术实现步骤摘要】
轨迹动态合作信标模拟的水下轨迹跟踪自检系统和方法
本专利技术涉及水声技术、同步合作信标、水下轨迹跟踪、信号处理等领域。具体为轨迹动态合作信标模拟的水下轨迹跟踪自检系统和方法。
技术介绍
水下目标轨迹跟踪十分重要,在水下产品性能测试,UUV跟踪定位,水下目标打捞保障等领域广泛应用。水下目标轨迹跟踪系统测量原理有主动方式,被动方式,合作信标方式等。其中同步合作信标方式的跟踪范围和跟踪精度相对较高,应用也较为广泛。传统的同步式水下目标跟踪系统,在调试及自检过程中,通常使用静态同步合作信号作为声源为。静态同步合作信号包含两个理想化条件,一是声源与测量基阵相对位置固定,而真实情况下目标与测量基阵的位置关系是相对运动的。二是缺乏真实水声环境下的反射特性。水下目标轨迹跟踪与大气中目标轨迹跟踪相比,最大的差别就是环境不同,水下环境复杂性给水声设备开发带来极大干扰,环境适应性是水下目标轨迹跟踪系统研制的技术难点所在。静态声源第一不能体现运动目标发射声源到达测量基阵的连续时延变换特性,第二不能充分反映水下多途传播特性。使得系统测试的边界条件得不到充分覆盖,导致测试存在遗漏区域。通常情况下通过动态试验可以在一定程度上进行验证,但是动态试验成本较高,且机会与有限。为了解决上述问题,本文提出一种基于逼真环境复杂轨迹动态合作信标模拟的水下轨迹跟踪系统自检方法,通过复杂轨迹的动态合作信标模拟,水声环境反射路径模拟,逼真反映水下目标与测量基阵、水声环境之间的关系。使水下轨迹跟踪系统自检输入更接近真实条件,弥补静态声源 ...
【技术保护点】
1.轨迹动态合作信标模拟的水下轨迹跟踪自检系统,包括对目标航行轨迹建模的轨道数据库、测量基阵、直达波时延参数计算模块、轨迹跟踪系统输入接口(6、)轨迹跟踪系统输出接口(8)、轨迹跟踪系统测量单元(7)、其特征在于,还包括:/n在线动态轨迹数据库生成单元(1),用于从轨道数据库中提取并生成典型轨迹和用户定制轨迹两种轨迹数据作为输入信号,并能输出目标出轨迹坐标至动态轨迹合作信标参数产生单元(2)和环境反射特性参数生成单元(4);/n动态轨迹合作信标参数产生单元(2),用于获取目标在测量基阵中的空间位置信息,并同步合作信标将目标与测量基阵的空间位置反映在信标的时延编码,频率编码、相位编码中,得动态连续轨迹参数;/n环境反射特性参数生成单元(4),用于获取测量基阵向水面、水底发射水面反射与水底反射的脉冲,并将反射路径的时延反映在脉冲的时延编码,频率编码、相位编码中,得真实水声环境反射参数;/n环境逼真动态信标模拟单元(5),用于将动态连续轨迹参数和真实水声环境反射参数同时体现在在合作信标的各种相应特征编码中,产生模拟输出信号;/n数据库输入轨迹与系统输出轨迹比对单元(9),用于将模拟输出信号和 ...
【技术特征摘要】
1.轨迹动态合作信标模拟的水下轨迹跟踪自检系统,包括对目标航行轨迹建模的轨道数据库、测量基阵、直达波时延参数计算模块、轨迹跟踪系统输入接口(6、)轨迹跟踪系统输出接口(8)、轨迹跟踪系统测量单元(7)、其特征在于,还包括:
在线动态轨迹数据库生成单元(1),用于从轨道数据库中提取并生成典型轨迹和用户定制轨迹两种轨迹数据作为输入信号,并能输出目标出轨迹坐标至动态轨迹合作信标参数产生单元(2)和环境反射特性参数生成单元(4);
动态轨迹合作信标参数产生单元(2),用于获取目标在测量基阵中的空间位置信息,并同步合作信标将目标与测量基阵的空间位置反映在信标的时延编码,频率编码、相位编码中,得动态连续轨迹参数;
环境反射特性参数生成单元(4),用于获取测量基阵向水面、水底发射水面反射与水底反射的脉冲,并将反射路径的时延反映在脉冲的时延编码,频率编码、相位编码中,得真实水声环境反射参数;
环境逼真动态信标模拟单元(5),用于将动态连续轨迹参数和真实水声环境反射参数同时体现在在合作信标的各种相应特征编码中,产生模拟输出信号;
数据库输入轨迹与系统输出轨迹比对单元(9),用于将模拟输出信号和输入信号进行吻合度比对,小于轨迹偏差容忍度参数为自检成功,否则自检失败,输出比对结果。
2.根据权利要求1所述的水下轨迹跟踪自检系统,其特征在于,还包括,水声环境建模单元(3),用于利用深度、温度、声速等传播特性参数,水声波传播速度、传播衰减变量等进行数学模型建立。
3.根据权利要求2所述的水下轨迹跟踪自检系统,其特征在于,环境反射特性参数生成单元(4),还用于接收水声环境建模单元(3)输出的数学模型建立,根据目标与水面、水底、接收基阵位置推算反射路径,及其对应的水面反射时延、水底反射时延。
4.轨迹动态合作信标模拟的水下轨迹跟踪自检方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、获取航行目标的动态轨迹数据的输入信号;
S2、通过测量基阵建立目标与测量基阵的相对物理空间位置...
【专利技术属性】
技术研发人员:张玲,许霁,帅敏,江先军,郝仕嘉,何盼盼,
申请(专利权)人:中国船舶重工集团公司七五零试验场,
类型:发明
国别省市:云南;53
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