被动目标检测和识别是现代水声技术重点研究领域之一。被动声纳较之主动声纳有着更好的隐蔽性,它即使不发射声波也能使潜艇了解到目标的各种信息,这些信息通常包括:目标方位、距离、航速、类型等。所以国内外研究人员在这一领域做了大量的工作,以期提升声纳系统的性能。舰船辐射噪声往往是由高频的连续谱和低频的强线谱组成,而线谱主要是由螺旋桨的空化引起的,它在频谱图上表现为由基频和各次谐波组成的线谱,而基频和目标的螺旋桨转速以及叶片数有关,具有一定的稳定性,所以长期以来人们对目标线谱的研究有着浓厚的兴趣。 以往,人们在目标线谱的检测和识别领域做了许多研究,对于单一目标的线谱检测已有了较为成熟的方法,但是对于多目标的线谱检测效果并不很理想,特别如果这些目标的方位重叠,在同一个波束里他们各自的基频是不容易分离的,它们在谱图上的表现很凌乱,在信噪比不很高的情况下人眼识别很困难,机器自动识别也就更不易了。本文的主要工作之一就是基于这些问题,尝试机器自动检测和识别出多个目标各自的基频。 被动声纳接收的信号的包络中包含有目标信息,在本文中,我们引入舰船辐射噪声数理模型和包络谱检测仿真试验模型,通过对包络的谱分析,分离出线谱噪声,再在这些线谱噪声中估计出能够表现螺旋桨转速信息的目标基频,同时得到较为准确的目标方位等信息。各个环节我们都给出了一个、或以上的解决方法,并分别利用仿真数据和海试数据做了对比试验。最后给出了一套软硬件系统解决方案,用于目标检测、识别以及显示系统的设计和改进。该课题已取得阶段性的研究成果。