水下航行体的声目标强度预报方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种水下航行体的声目标强度预报方法及系统，该方法：对水下航行体的多个凸体结构进行分解，得到多个分解部件；针对每一个分解部件：获取该分解部件的尺寸；根据该分解部件的尺寸以及该分解部件对应的部件模型对应的亮点传递算法，确定该分解部件对应的第一亮点传递函数；根据所述第一亮点传递函数和该分解部件在所述水下航行体中的分布位置，确定该分解部件对应的第二亮点传递函数；将所述水下航行体的各个分解部件对应的第二亮点传递函数进行相干叠加，得到所述水下航行体对应的第三亮点传递函数；根据所述第三亮点传递函数，计算所述水下航行体对应的声目标强度。本发明专利技术可以快速地对水下航行体的声目标强度进行计算。进行计算。进行计算。

【技术实现步骤摘要】
水下航行体的声目标强度预报方法及系统


[0001]本专利技术涉及水下航行体
，尤其涉及一种水下航行体的声目标强度预报方法及系统。

技术介绍

[0002]目前声呐工程中对水下航行体的声目标强度进行预报主要采用两种方法，一是基于Kirchhoff近似的板块元方法，其基本原理是用一组平面板块元近似复杂形状目标曲面，将所有板块的散射声场叠加近似总散射声场。板块元方法虽然能较精确地逼近复杂形状的目标，但由于要划分的板块数量巨大，板块之间的消隐和遮挡也需要耗费大量计算时间和资源，满足不了工程实际需要。二是有限元方法，有限元方法受计算频率的限制，计算的频率越高划分的网格数量越大，虽然计算精度很高，但是计算速度很慢，往往局限于低频。

技术实现思路

[0003]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本专利技术提供了一种水下航行体的声目标强度预报方法及系统。
[0004]第一方面，本专利技术提供了一种水下航行体的声目标强度预报方法，包括：
[0005]对水下航行体的多个凸体结构进行分解，得到多个分解部件；每一个分解部件在预设亮点模型库中存在对应的部件模型，每一个部件模型具有对应的亮点传递算法；
[0006]针对每一个分解部件：获取该分解部件的尺寸；根据该分解部件的尺寸以及该分解部件对应的部件模型对应的亮点传递算法，确定该分解部件对应的第一亮点传递函数；根据所述第一亮点传递函数和该分解部件在所述水下航行体中的分布位置，确定该分解部件对应的第二亮点传递函数；所述第二亮点传递函数为考虑了相位因素的亮点传递函数；
[0007]将所述水下航行体的各个分解部件对应的第二亮点传递函数进行相干叠加，得到所述水下航行体对应的第三亮点传递函数；
[0008]根据所述第三亮点传递函数，计算所述水下航行体对应的声目标强度。
[0009]第二方面，本专利技术提供了一种水下航行体的声目标强度预报系统，包括：
[0010]部件分解模块，用于对水下航行体的多个凸体结构进行分解，得到多个分解部件；每一个分解部件在预设亮点模型库中存在对应的部件模型，每一个部件模型具有对应的亮点传递算法；
[0011]函数确定模块，用于针对每一个分解部件：获取该分解部件的尺寸；根据该分解部件的尺寸以及该分解部件对应的部件模型对应的亮点传递算法，确定该分解部件对应的第一亮点传递函数；根据所述第一亮点传递函数和该分解部件在所述水下航行体中的分布位置，确定该分解部件对应的第二亮点传递函数；所述第二亮点传递函数为考虑了相位因素的亮点传递函数；
[0012]函数叠加模块，用于将所述水下航行体的各个分解部件对应的第二亮点传递函数进行相干叠加，得到所述水下航行体对应的第三亮点传递函数；
[0013]强度计算模块，用于根据所述第三亮点传递函数，计算所述水下航行体对应的声目标强度。
[0014]本实施例提供的水下航行体的声目标强度预报方法及系统，首先对水下航行体的多个凸体结构进行分解，得到多个分解部件，然后针对每一个分解部件，求解对应的第一亮点传递函数，进而求解对应的第二亮点传递函数，然后将各个分解部件的第二亮度传递函数进行相干叠加，得到水下航行体对应的第三亮点传递函数，最后根据所述第三亮点传递函数计算得到所述水下航行体对应的声目标强度。本专利技术的计算简单且物理概念清晰，而且可以快速地对水下航行体的声目标强度进行计算，因此可以应用在时域回波的实时预报中。
附图说明
[0015]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术实施例中水下航行体的声目标强度预报方法的流程示意图；
[0018]图2为本专利技术实施例中Benchmark艇模型的分解示意图；
[0019]图3为本专利技术实施例中水下航行体的声目标强度预报方法的流程示意图；
[0020]图4为本专利技术实施例中声波以正横90度入射时1kHz至10kHz下Benchmark艇的频率响应曲线；
[0021]图5为本专利技术实施例中声波以正横45度入射时1kHz至10kHz下Benchmark艇的频率响应曲线；
[0022]图6为本专利技术实施例中Benchmark艇在5kHz、水平360
°
时的指向性图；
[0023]图7为本专利技术实施例中Benchmark艇在5kHz、水平360
°
时的角度频率谱图；
[0024]图8为本专利技术实施例中空间俯仰
‑
20
°
～+20
°
、水平全向的图谱。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]第一方面，本专利技术提供一种水下航行体的声目标强度预报方法。
[0027]如图1所示，该方法包括如下步骤S110～S140：
[0028]S110、对水下航行体的多个凸体结构进行分解，得到多个分解部件；每一个分解部件在预设亮点模型库中存在对应的部件模型，每一个部件模型具有对应的亮点传递算法；
[0029]例如，参见图2，对于Benchmark艇模型，按照几何形状将其分解成艏部、艉部、舯部、指挥台等多个凸起结构。然后针对艏部不能再分解，即艏部只有一个分解部件；针对舯部不能再分解，即舯部只有一个分解部件；针对指挥台这一凸起结构可以分解为两个分解
部件，一个是半椭圆柱，一个是楔形平板；针对艉部可以分解为四个椭圆柱和一个截头椭圆锥台。
[0030]其中，预设亮点模型库中包含多个部件模型，这些部件模型为简单模型，即不能再分解的部件模型，因此如果一个分解部件能够在预设亮点模型库中找到对应的部件模型，则说明这个分解部件已经不能再分解了，此时这个分解部件可以称之为一个简单部件。
[0031]在具体实施时，参见图3，S110可以包括：
[0032]对所述多个凸体结构中的每一个凸体结构进行分解，得到每一个凸体结构的至少一个分解部件；判断每一个分解部件是否在所述预设亮点模型库中存在对应的部件模型；若是，则停止对该分解部件的继续分解；否则，对该分解部件继续进行分解，直到分解后的各个部件在所述预设亮点模型库中存在对应的部件模型。
[0033]也就是说，首先对一个水下航行体进行分解，得到多个凸起结构，然后针对每一个凸起结构进一步分解，如果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水下航行体的声目标强度预报方法，其特征在于，包括：对水下航行体的多个凸体结构进行分解，得到多个分解部件；每一个分解部件在预设亮点模型库中存在对应的部件模型，每一个部件模型具有对应的亮点传递算法；针对每一个分解部件：获取该分解部件的尺寸；根据该分解部件的尺寸以及该分解部件对应的部件模型对应的亮点传递算法，确定该分解部件对应的第一亮点传递函数；根据所述第一亮点传递函数和该分解部件在所述水下航行体中的分布位置，确定该分解部件对应的第二亮点传递函数；所述第二亮点传递函数为考虑了相位因素的亮点传递函数；将所述水下航行体的各个分解部件对应的第二亮点传递函数进行相干叠加，得到所述水下航行体对应的第三亮点传递函数；根据所述第三亮点传递函数，计算所述水下航行体对应的声目标强度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对水下航行体的多个凸体结构进行分解，得到多个分解部件，包括：对所述多个凸体结构中的每一个凸体结构进行分解，得到每一个凸体结构的至少一个分解部件；判断每一个分解部件是否在所述预设亮点模型库中存在对应的部件模型；若是，则停止对该分解部件的继续分解；否则，对该分解部件继续进行分解，直到分解后的各个部件在所述预设亮点模型库中存在对应的部件模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一亮点传递函数和该分解部件在所述水下航行体中的分布位置，确定该分解部件对应的第二亮点传递函数，包括：将所述第一亮点传递函数乘以所述分布位置对应的相位因子，得到所述第二亮点传递函数；所述相位因子为e
‑
2ikL cosθ
，i为虚数单位，k为波数；L为所述分布位置对应相位距离；θ为声波的入射角。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一亮点传递函数和该分解部件在所述水下航行体中的分布位置，确定该分解部件对应的第二亮点传递函数之后，所述方法还包括：根据该分解部件的第二亮度传递函数与声波的入射角之间的关系，对该分解部件的所述第二亮度传递函数进行更新；对应的，所述将所述水下航行体的各个分解部件对应的第二亮点传递函数进行相干叠加，得到所述水下航行体对应的第三亮点传递函数，包括：将所述水下航行体的各个分解部件对应的更新后的第二亮点传递函数进行相干叠加，得到所述水下航行体对应的第三亮点传递函数。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，一个分解部件为半椭圆柱，采用第一公式计算该分解部件更新后的第二亮度传递函数，所述第一公式包括：式中，H1(θ)为该分解部件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋昊，李琦，崔自宪，安步潮，胡宇安，张弛，李鋆，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：