【摘要】：在靶場(chǎng)測(cè)試中,某些武器彈藥在空中爆炸的位置信息是衡量該武器性能的重要依據(jù),因此如何精確測(cè)量空中炸點(diǎn)的三維坐標(biāo)成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。目前國(guó)外常用的測(cè)量方法是采用大視場(chǎng)電視經(jīng)緯儀來(lái)測(cè)量空中炸點(diǎn)三維坐標(biāo),但是該系統(tǒng)體積龐大,價(jià)格昂貴,使其難以推廣。而國(guó)內(nèi)則較多采用光電測(cè)量法和聲學(xué)測(cè)量法,其中聲學(xué)測(cè)量法以被動(dòng)聲探測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ),具有原理簡(jiǎn)單、成本低、使用便捷等特點(diǎn),研究基于被動(dòng)聲探測(cè)的空中炸點(diǎn)定位算法和系統(tǒng)具有較好的理論意義以及很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本課題依托與某研究所的合作項(xiàng)目,針對(duì)某型號(hào)防爆彈,采用被動(dòng)聲探測(cè)技術(shù),基于多基陣聯(lián)合定位方法,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種空中炸點(diǎn)聲定位系統(tǒng)。首先根據(jù)某型號(hào)防爆彈的空爆特點(diǎn)分析了三種常見(jiàn)空中炸點(diǎn)聲定位系統(tǒng)布設(shè)方案,從定位原理和穩(wěn)健性兩個(gè)方面對(duì)這三種方案進(jìn)行了比較,擇優(yōu)選擇了多基陣定位系統(tǒng)布設(shè)方案。在此基礎(chǔ)上,開(kāi)展了基于多基陣的空中炸點(diǎn)聲定位方法研究,該方法由單基陣聲源測(cè)向和多基陣數(shù)據(jù)融合定位兩部分組成。首先通過(guò)分析對(duì)比幾種常用的單基陣聲源測(cè)向方法,重點(diǎn)研究了基于時(shí)延估計(jì)的聲源測(cè)向方法,闡述了幾種常用的時(shí)延估計(jì)算法,確定采用廣義互相關(guān)法進(jìn)行時(shí)延估計(jì),結(jié)合四元立體基陣推導(dǎo)了聲源測(cè)向公式;針對(duì)多基陣數(shù)據(jù)融合定位部分,分析了兩種多基陣數(shù)據(jù)融合定位方法:空間異面直線交叉法和總體最小二乘法,詳細(xì)說(shuō)明了它們的定位原理和過(guò)程。最后通過(guò)大量仿真實(shí)驗(yàn)分析了陣元位置誤差和時(shí)延估計(jì)誤差對(duì)于單基陣聲源測(cè)向精度以及整個(gè)多基陣系統(tǒng)定位性能的影響。仿真實(shí)驗(yàn)以及相關(guān)外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所研基于多基陣的空中炸點(diǎn)聲定位系統(tǒng)具有良好的定位性能,為靶場(chǎng)的空中炸點(diǎn)精確測(cè)量提供了一種便捷有效的手段。
【圖文】：

聲定位系統(tǒng)布設(shè)方案選擇邐炸點(diǎn)聲定位系統(tǒng)布設(shè)方案選擇逡逑文重點(diǎn)針對(duì)某型號(hào)防爆彈的空中炸點(diǎn)定位問(wèn)題展開(kāi)研究，該型號(hào)防爆為６ｍ￣１５ｍ，水平散布半徑約為２ｍ。本章節(jié)根據(jù)該防爆彈的爆炸特求，從定位原理和穩(wěn)健性兩個(gè)方面分析了三種常見(jiàn)的空中炸點(diǎn)聲定位基陣布設(shè)方案、環(huán)形陣布設(shè)方案、多基陣布設(shè)方案，然后擇優(yōu)確定一里的基陣是指若干個(gè)聲傳感器按照一定幾何規(guī)律排列組合而成的陣具有３個(gè)及以上的聲傳感器，，這些聲傳感器可以稱為陣元或基元。逡逑基陣布設(shè)方案逡逑

半徑為２ｍ，涵蓋高度范圍為６ｍ￣１５ｍ。設(shè)聲速為３４０ｍ／ｓ，采樣率NB邋＝４８０００Ｈｚ，對(duì)式（２．１）逡逑中各陣元間的ＴＤＯＡ估計(jì)結(jié)果分別加入獨(dú)立的均值為０、標(biāo)準(zhǔn)差為１／義秒的高斯噪聲，逡逑展開(kāi)１０００次隨機(jī)實(shí)驗(yàn)，相應(yīng)的聲源定位誤差實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖２．２、２．３所示，此處的定位逡逑誤差定義為聲源估計(jì)位置與真實(shí)聲源位置之間的歐氏距離。逡逑１２０｜￣ｔ邐ｔ邐［邐［邐［邐［邐［邐［邐［邐［邐［邐［邐［逡逑４。－邐：邋５邋Ａ邋】－！逡逑０邐０．４邐０．８邐１．２邐１．６邐２邐２．４邐２．８邐３．２邐３．６邐４邐４．４邐４．８邋５逡逑定位Ｍ差／ｍ逡逑圖２．２加入ＴＤＯＡ估計(jì)誤差時(shí)，單基陣布設(shè)方案聲源定位誤差統(tǒng)計(jì)直方圖逡逑７逡逑
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TJ06

【參考文獻(xiàn)】

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1 房凌暉;鄭翔玉;蔡宏圖;張峰;;坦克裝甲車輛防護(hù)技術(shù)發(fā)展研究[J];四川兵工學(xué)報(bào);2014年03期

2 周建平;陳云飛;張鵬飛;顧國(guó)華;;短基線聲測(cè)系統(tǒng)在遠(yuǎn)程火箭炮炸點(diǎn)定位中的應(yīng)用研究[J];彈道學(xué)報(bào);2013年02期

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5 董濤;倪晉平;;能識(shí)別彈丸飛行方向的彈丸空間炸點(diǎn)三維坐標(biāo)測(cè)試方法[J];光學(xué)技術(shù);2011年04期

6 董濤;倪晉平;馬群;馬時(shí)亮;;10m×10m大靶面激光立靶設(shè)計(jì)[J];光學(xué)技術(shù);2010年03期

7 董明榮;許學(xué)忠;張彤;李家武;張敏;梁旭斌;;空中炸點(diǎn)三基陣聲學(xué)定位技術(shù)研究[J];兵工學(xué)報(bào);2010年03期

8 羅勇;高勇;;聲學(xué)效應(yīng)用于大口徑火炮的聲測(cè)對(duì)抗[J];火力與指揮控制;2008年02期

9 崔瑋瑋;曹志剛;魏建強(qiáng);;聲源定位中的時(shí)延估計(jì)技術(shù)[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2007年01期

10 周建偉;薛安克;林岳松;;被動(dòng)聲傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)仿真平臺(tái)研究[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2006年32期

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2 賈添丹;空中炸點(diǎn)三維坐標(biāo)定位技術(shù)研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2016年

3 高根偉;基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的炸點(diǎn)聲定位技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2016年

4 顧添翼;基于麥克風(fēng)陣列的多聲源測(cè)向方法研究[D];南京理工大學(xué);2014年

5 王舒文;分布式麥克風(fēng)陣列定位方法研究[D];大連理工大學(xué);2013年

6 陳紹欽;三維炸點(diǎn)的聲定位技術(shù)研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2012年

7 趙大明;炮兵聲測(cè)偵察情報(bào)信息分析處理系統(tǒng)研究[D];電子科技大學(xué);2010年

8 徐燕子;面向麥克風(fēng)陣列應(yīng)用的聲源定位算法研究[D];華中科技大學(xué);2009年

9 王燕妮;被動(dòng)聲探測(cè)定位技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2006年

10 王博;基于聲學(xué)的彈著點(diǎn)定位模型研究及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];東北大學(xué);2006年

本文編號(hào)：2693617