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被动声纳目标不确定性仿真方法研究
| 论文题名： | 被动声纳目标不确定性仿真方法研究 |
| 关键词： | 被动声纳目标;不确定性;仿真模型;并行计算 |
| 摘要： | 本文围绕被动声纳目标信号的不确定性及其仿真方法开展研究，主要完成了对舰船辐射噪声和海洋信道的不确定性仿真，提出了一种基于GPU并行计算的不确定性仿真系统优化方案，提高了被动声纳目标信号仿真的真实性，提升了不确定性仿真系统的计算效率。 从平稳连续谱仿真、线谱仿真和调制谱仿真三个方面开展了舰船辐射噪声不确定性的仿真方法研究。针对宽带连续谱的不确定性，采用了舰船航速和吨位变化条件下基于三参数模型和舰船辐射噪声级经验公式的连续谱仿真方法；针对线谱的不确定性，提出了基于随机度模型的起伏线谱仿真方法；针对调制谱的不确定性，提出了基于信号分频带调制深度估计的非均匀调制特征仿真方法。 根据声速剖面、海底地形、海底底质等因素的变化规律，开展了海洋信道传播不确定性的仿真方法研究。针对由于声速剖面变化导致的声传播不确定性，通过对多组实测声速剖面数据进行分析，设计了均匀分布与正态分布相结合的声速剖面扰动模型，基于MonteCarlo法实现了声速剖面扰动导致的声传播不确定性仿真。分析了倾斜海底、海底丘陵等海底地形变化因素导致的不确定性，并基于射线模型进行了传播损失仿真；设计了均匀分布的沉积层声速、密度和吸收系数等参数变化模型，基于MonteCarlo法实现了海底底质变化导致的声传播不确定性仿真，并分析了各海底参数对声场扰动的敏感性。 提出了基于GPU的被动声纳目标信号不确定性仿真系统框架，设计并实现了基于GPU的舰船辐射噪声和海洋信道不确定性并行仿真模块，相较传统基于CPU的仿真框架，加速比可达到4~10倍。 |
| 作者： | 黄苒 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 安良;刘超 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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