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目标定位技术是水声技术中的热点和难点,传统的匹配场处理目标定位技术作为一种被动目标定位技术,极大地推动了被动声呐技术的发展,它克服了浅海波导中传统的平面波波束形成技术的不足,在远程被动目标定位中具有独特的优势,但它同时也是一种依赖环境和模型的技术,容易受到“失配”影响,包括环境参数不确实性和测量误差、声场模型误差、接收信号中声场特性的估计偏差、阵形不准确等方面的因素,目前匹配场处理定位技术的研究工作很大程度上都是针对失配处理能力来进行的。因此提出一种新的不需要精确的海洋环境先验知识的定位技术具有重大意义。基于以上背景与需求,本文研究了利用引导声源的浅海目标定位技术,并进行了相关数值仿真、海上试验数据处理。其新颖性在于引导声源的引入能够补偿引导声源到垂直接收阵之间的环境变化影响,降低定位技术对海洋环境先验知识的需求,本文着重从两个方面开展了利用引导声源的目标定位技术研究: 1、利用引导声源构建虚拟接收声场的目标定位技术研究 (1)、虚拟接收目标定位技术作为一种新颖的目标定位技术,相对于传统的匹配场处理目标定位技术,其优点是可以减少对环境模型和环境先验知识的依赖性,并且可以避免在计算拷贝声场过程中所需要的大计算量。通过数值仿真和2004年南海实验数据处理,讨论了浅海斜坡海域环境中不同频段下利用虚拟接收方法对宽带声源测距的性能。随着频率升高,需要展宽频带以获得完整的干涉条纹和良好的测距结果。在实验数据处理中,选取频段较高的信号时,由于阵列间距偏大不能保证采样的简正波模式的正交归一特性,不能获得正确的测距结果。 (2)、目标声源的低信噪比是目标定位技术中的瓶颈。在浅海近似均匀环境中,利用虚拟接收方法对声源测距的目标定位方法相比于传统的匹配场定位方法可以避免对环境参数和声场模型的依赖,同时省去生成拷贝场时的大量计算。通过数值模拟和实验数据处理,分析了在虚拟接收方法声源测距中不同信噪比的引导声源对目标声源测距的影响。提高引导声源的信噪比,可以一定程度上提高干涉条纹清晰度,从而提高测距准确度。提高引导声源的信噪比可作为目标声源的信噪比补偿是利用虚拟接收方法的目标定位技术的又一个优点。 2、利用宽带引导声源重构声场目标定位技术研究 提出了在均匀浅海环境中只知道少量环境参数的情况下,利用不同距离上的两枚引导声源和简正波模态提取技术的拷贝声场计算方法。这种方法主要基于简正波估计技术,从声场衰减信息和相位信息两个方向来重构拷贝声场,从而与目标声场匹配进行定位。其优点在于能避免传统的匹配场定位技术中拷贝场计算时对环境模型和环境参数的依赖。在简正波估计技术中采用warping变换的处理方式,数值仿真主要采用CMFP匹配处理器分析了目标定位效果,在信噪比高于10-15dB的情况下,定位效果良好。