【摘要】：隨著水聲對抗環(huán)境的日益復(fù)雜,魚雷在水下打擊過程中,存在噪聲干擾器、氣幕等干擾,以及各類誘餌的誘騙。復(fù)雜水聲對抗環(huán)境下各類干擾器材及誘餌與真實(shí)目標(biāo)同時存在,且釋放時間、種類、順序、數(shù)量等不確定,對目標(biāo)的跟蹤識別及準(zhǔn)確打擊帶來了諸多挑戰(zhàn)。針對復(fù)雜水聲對抗情況,本文給出了相應(yīng)的反對抗策略,提出了多目標(biāo)跟蹤、優(yōu)選識別以及魚雷導(dǎo)引、波束配置一體化反對抗方法。充分利用目標(biāo)及誘餌的聲學(xué)與運(yùn)動屬性,開展復(fù)雜水聲環(huán)境下多目標(biāo)跟蹤、優(yōu)選、魚雷波束配置、導(dǎo)引方法研究,對實(shí)現(xiàn)魚雷的精確打擊具有重要意義。具體工作及創(chuàng)新如下:(1)針對復(fù)雜水聲對抗環(huán)境,提出了水聲反對抗一體化方法。通過對目標(biāo)聲學(xué)屬性及運(yùn)動屬性的分析,在現(xiàn)代多目標(biāo)跟蹤體系下,給出了單一及組合干擾情況下的水聲反對抗策略及體系結(jié)構(gòu),完成了目標(biāo)跟蹤、優(yōu)選識別以及魚雷波束配置、彈道導(dǎo)引等方法的一體化設(shè)計(jì)。(2)針對多誘餌干擾下,最近鄰數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法存在失跟及誤跟的問題,利用目標(biāo)回波展寬信息,提出了特征輔助最近鄰數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法,該方法利用誘餌與目標(biāo)的長度屬性差異,在數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)時有效區(qū)分誘餌及目標(biāo),提升了最近鄰方法的跟蹤性能;此外,提出了基于聯(lián)合優(yōu)化的水聲目標(biāo)長度識別與跟蹤方法。該方法在最近鄰數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法體系下,利用聯(lián)合優(yōu)化的方法,同時完成目標(biāo)的識別及跟蹤,提升了最近鄰數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法的性能,仿真結(jié)果表明本文提出的兩種方法可有效對目標(biāo)進(jìn)行跟蹤,排除誘餌。(3)針對基于單一屬性信息的目標(biāo)優(yōu)選方法存在準(zhǔn)確性低、魯棒性弱的問題,根據(jù)水聲目標(biāo)屬性的特點(diǎn),定義了成本效益型目標(biāo)屬性和辨識型目標(biāo)屬性。利用六個成本效益型目標(biāo)屬性,提出基于多屬性融合的灰度關(guān)聯(lián)目標(biāo)優(yōu)選方法。利用四個辨識型目標(biāo)屬性,提出了基于證據(jù)理論的層級式融合目標(biāo)優(yōu)選方法。仿真結(jié)果表明,本文提出的兩種目標(biāo)優(yōu)選方法,分別在不同屬性獲取情況下可有效對水聲多目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)選。(4)針對傳統(tǒng)波束配置方法,波束配置與導(dǎo)引方式是固定化的配置模式,難以實(shí)現(xiàn)自航式多誘餌干擾下的有效波束配置。將上述章節(jié)目標(biāo)優(yōu)選結(jié)果引入到波束配置,提出了一種基于波瓣效能的波束配置方法。該方法建立了綜合目標(biāo)概率、跟蹤需求、識別需求、任務(wù)需求的效能函數(shù)。給出了各因素效能及波瓣綜合效能函數(shù)的計(jì)算方法。通過對波束范圍內(nèi)的目標(biāo)進(jìn)行波瓣劃分,以每個波瓣內(nèi)目標(biāo)效能最高為準(zhǔn)則進(jìn)行波束配置。仿真結(jié)果表明該方法能夠?qū)φ鎸?shí)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤、識別并有效進(jìn)行波束配置。(5)針對多誘餌干擾時,單目標(biāo)導(dǎo)引方法不能保證多目標(biāo)情況下的有效導(dǎo)引問題,利用上述目標(biāo)跟蹤及優(yōu)選結(jié)果,借鑒人工勢場法的思想,針對保證最大概率目標(biāo)不丟和兼顧其他目標(biāo)識別的需求,定義了由吸引關(guān)注度、牽引關(guān)注度、導(dǎo)引關(guān)注度構(gòu)成的一種基于人工勢場法的多目標(biāo)導(dǎo)引方法。仿真結(jié)果表明:該方法不僅保證了對優(yōu)選目標(biāo)的導(dǎo)引,而且有利于對其他目標(biāo)的識別。(6)依據(jù)面向?qū)ο笏枷?使用Matlab建立典型的水聲反對抗仿真平臺,該仿真平臺包括魚雷自導(dǎo)、潛艇對抗、水聲環(huán)境三個子系統(tǒng),通過各類綜合典型場景對多目標(biāo)跟蹤、優(yōu)選及反對抗彈道進(jìn)行仿真,并對上述方法及策略進(jìn)行評價。完成了水聲環(huán)境下魚雷反對抗一體化方法的系統(tǒng)仿真分析。
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TJ63

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