阵形畸变是影响拖曳线列阵声纳探测性能发挥的重要因素。实时估计阵形并进行校准,使阵形的实时变化与声纳信号处理模型相匹配,是解决这个技术问题的基本思路。本文针对这一问题,以实现缆阵-拖线阵-尾绳全缆阵形估计为目标,采用理论建模与实验验证相结合的研究思路,通过运用缆阵动力学建模与声纳信号处理耦合分析方法,对阵形估计问题进行研究,主要工作如下:(1)以拖曳运动方程为基础,通过综合缆阵各阵段的动态及其与拖曳平台和海水之间的作用,建立描述缆阵全阵段运动的控制方程组,为分析拖曳平台、海流等环境因素影响提供理论基础。(2)采用数值计算方法,通过对缆阵空间步长进行离散求解,实现缆阵运动微分方程组的动态求解,提高数值计算精度和速度。(3)建立拖曳时变阵形-波束形成的耦合效应仿真环境,直观显示缆阵畸变时对拖曳线列阵声纳方位估计(测向)的影响,为阵形校准提供效果演示条件。(4)研究拖曳线列阵声纳阵形估计算法,建立阵形估计算法的统一求解框架,并针对拖曳线列阵声纳的几何结构特点进行仿真分析,验证算法的有效性。研究对于推动拖曳线列阵声纳阵形估计与校准技术的成熟化和工程化应用,进一步提高拖曳线列阵声纳战术性能具有重要作用。