线阵声纳阵列标定问题研究

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本文的主题是线阵声纳阵列标定问题的研究。线阵声纳阵列,作为声纳系统的一种阵列形式,在水下目标方位测量中发挥着重要作用。由于阵列误差——主要指阵元群延时偏差和阵元位置误差的影响,阵列测向产生系统误差,测向性能受到限制。因此,为了提高阵列测向性能,就需要精确获取阵元群延时偏差和阵元位置误差的量值。线阵声纳阵列的标定成为线阵声纳研制与应用需要首先解决的问题。以提高阵列测向性能为出发点,围绕“高精度获取阵元群延时偏差和阵元位置误差的量值”这一基本问题,形成线阵声纳阵列标定的三个关键技术问题:(1)阵列误差对测向性能的影响问题。关于阵元群延时偏差和阵元位置误差对阵列测向性能的影响还停留于感性认识阶段,定量分析的不足限制了对阵列测向的进一步认识。因此,如何从数学上定量分析阵列误差对测向性能的影响是线阵声纳阵列标定面临的第一个关键技术问题。(2)阵列标定的可行性问题。展开线阵声纳阵列标定研究,首要的应当是分析可行的阵列标定方法,并结合实际情况择优进行选择。因此,为了能够高精度地获取阵元群延时偏差和阵元位置误差的量值,如何对阵列进行标定是线阵声纳阵列标定面临的第二个关键技术问题。(3)阵列标定的实现问题。确定了阵列标定方法之后,下一步则是阵列标定的具体实现。因此,如何具体实现阵列的标定是线阵声纳阵列标定面临的第三个关键技术问题。为解决第一个关键技术问题,论文分析了阵列测向系统误差,并研究了一种标定需求准则的制定方法;为解决第二个关键技术问题,论文建立了阵列的标定模型,研究了信号相位差的高精度测量方法;为解决第三个关键技术问题,论文展开了阵列标定系统的设计。论文以某型xx避碰声纳的参数作为参考,对线阵声纳阵列标定进行仿真,获得了较高精度的阵元群延时偏差和阵元位置误差量值。通过阵列标定修正后的阵列测向结果表明,测向精度明显提高,达到了论文预期的目的。
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