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原文传递双/多基地声呐定位技术研究

论文题名：	双/多基地声呐定位技术研究
关键词：	双基地声呐系统;多基地声呐系统;目标定位;数据关联算法
摘要：	双/多基地声呐由于其发射机与接收机分开配置，使其具有了许多与单基地声呐系统不同的特点，且在探测距离、目标检测概率和定位精度各个方面均具有较大的优势。目前对双/多基地声呐系统的研究已引起国内外学者的广泛关注，是研究的重点和热门。基于此，本文对双/多基地声呐系统定位技术进行研究。分析了系统的结构特点，定位原理，声呐方程等问题,并在此基础上分别针对双基地和多基地声呐系统的目标定位方法进行研究，并通过理论分析和仿真实验的方式，对算法的有效性进行了验证。进一步研究了多基地声呐系统对多目标进行定位跟踪的问题，分析比较了各种不同的数据关联算法原理和性能。本文的主要研究内容包含以下几个方面：　　一、总结了双基地声呐系统进行二维平面目标定位时，影响定位精度的四个因素，进而推导了四个不同测量子集下的目标定位公式，介绍了算法的定位原理并推导了对应算法的GDOP公式，对定位误差进行了理论分析。进而通过仿真实验分析了，各误差因素对不同定位算法的影响，得到了对应的GDOP分布图。仿真实验给出了各个影响因素对误差的影响规律，对实际工程应用具有一定的指导意义。　　二、针对多基地声呐系统采用不同信息进行定位的情况，提出了对应的方法，并推导出对应的GDOP公式及误差分布情况，通过仿真实验得到结论如下：利用距离信息进行多基地声呐定位的精度要比仅利用角度信息精度高，而运用最小二乘或神经网络定位算法则能得到更高的精度。同时通过仿真对比验证了不同基站布局对定位精度的影响，得到基站布局效果对角度信息定位的影响要比对距离信息定位的影响大，且角度信息定位主要受基站间夹角大小的影响，夹角太大或者太小都会导致定位精度的降低；而距离信息定位主要受基站间距离大小的影响。　　三、介绍了多基地声呐系统，进行目标跟踪的算法模型，基本原理以及常用的数据关联算法。分别引入D-S证据理论和核聚类思想，运用核聚类数据关联算法和组合逻辑数据关联算法进行了目标定位跟踪实验。其中核聚类关联算法可比组合逻辑关联算法获得更低的数据关联错误率。对这两种算法进行了四种不同航迹下的性能仿真研究。仿真结果表明组合逻辑数据关联算法在杂波密度较高的情况下，尤其在出现航迹交汇的情况下，容易出现误跟情况。而核聚类数据关联算法由于综合利用了目标信息实现杂波提出，使其位置与速度的跟踪精度均优于组合逻辑数据关联算法。
作者：	汪晓亮
专业：	电气工程
导师：	孙正鼐
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文