一种特征检测体制下深海仰视主动探测性能评估方法与流程

：本发明属于水声信号处理，具体涉及一种特征检测体制下深海仰视主动探测性能评估方法。

背景技术

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背景技术：

1、随着深海环境作战需求的急剧增加，中远程距离内的深海水下运动目标的探测成为当前水声技术研究的重中之重。

2、可靠声路径被广泛关注始于美国建立的深海海啸灾害监测系统(dart，deep-ocean assessment and reporting of tsunamis)。2000年左右，从dart系统中认识到可靠声路径低传播损失、低噪声级的特点，美国国防部先进研究项目局(darpa，defenseadvanced research projects agency)启动了分布式潜艇猎捕系统(dash，distributedagile submarine hunting)。深海声纳节点放置在公海区深度极深的位置上，实现垂直方向上大范围海域内的潜艇探测。基于大深度声纳节点的探测范围广，噪声级低的优点，dash系统允许多个节点协同工作，实现更大范围的潜艇探测和跟踪。dash系统在第二阶段开发了两种原型系统：第一种为可变形的可靠声路径系统(traps，transformational reliableacoustic path system)，该系统为固定的被动声纳系统，其优点为可扩展，小尺寸，低重量，低功耗，可实现与静态海面节点通过无线声学调制解调器通信；第二种为shark(submarine hold at risk)系统，该系统是一个无人自主航行器(uuv，unmannedunderwater vehicle)，为移动的主动声纳系统平台，用于跟踪已被探测到的潜艇。sharkuuv在2013年2月成功进行了深潜实验。traps和shark可以相互补充，实现更可靠的探测和跟踪。

3、深海可靠声路径(reliable acoustic path,rap)具有声传播距离远、传播损失小、传输信道稳定、低频环境噪声级低等特点，便于利用深海海底附近的声纳平台，实现对近海面中近距离目标有效而无盲区的监测，近年来关于可靠声路径的主被动探测备受国内外学者关注和研究。

4、可见，在可靠声路径主动探测技术研究方面，适装于水下无人平台的主动探测技术是主流的发展方向。主动探测性能的评估是支撑声纳系统作战运用，实现对敌潜艇目标有效预警的关键。

5、传统的主动声纳效能评估是从能量角度评估声纳系统的作用距离，面临的问题则是并未考虑到先进信号处理方法带来的处理能力和探测能力提升的好处，对于仰视主动探测这种考虑了强混响背景抑制的目标探测性能评估不再适用。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、本发明所要解决的技术问题是，提供一种特征检测体制下深海仰视主动探测性能评估方法，该方法在省略复杂声场模型传播损失计算与混响计算的前提下，考虑了深度维特征检测处理增益，更适用于仰视主动探测模式下的探测性能评估。

2、本发明的技术解决方案是，提供一种特征检测体制下深海仰视主动探测性能评估方法，包括以下步骤，

3、步骤一：给定深海仰视主动探测性能评估的输入参数，包括海深h、水中声速cw、声源深度zs和接收深度zr，对收放合置主动探测，可近似认为zs≈zr；目标强度ts，目标深度zt；主动发射信号带宽b；声纳方程参数，包括阵处理增益ag、检测阈dt、工程余量yl；目标水平距离r为一个变量；

4、步骤二：计算海面反向散射强度随水平距离r的变化ss(r)

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6、式中β为与风速v和频率f有关的变量，表示如下，

7、β158(vf4/3)-0.58

8、步骤三：计算深度维特征处理增益与目标水平距离r的关系δg(r)，

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10、步骤四：计算特征检测后的剩余信噪比snrd(r)与目标水平距离r的关系snrd(r)，

11、snrd(r)＝ts-ss(r)-10log10(cwπr)+ag+10log10(b)+δg(r)-dt-yl；

12、步骤五：目标可检测范围判别：对于给定的目标水平距离r，搜索snrd(r)＞0的范围，若snrd(r)＞0代表目标可检测。

13、作为优选，步骤一中，目标水平距离r指基阵与目标的水平距离。

14、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

15、本发明首先给出了仰视主动探测模式下，海面反向散射强度与特征处理增益的简易计算方法，进而导出了特征检测体制下仰视主动探测剩余信噪比的计算公式，在省略复杂声场模型传播损失计算与混响计算的前提下，考虑了深度维特征检测处理增益，更适用于仰视主动探测模式下的探测性能评估。此外，该方法易于水声工程从业人员实现，且计算量低，具有显著的工程应用价值。

1.一种特征检测体制下深海仰视主动探测性能评估方法，其特征在于：包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的特征检测体制下深海仰视主动探测性能评估方法，其特征在于：步骤一中，目标水平距离r指基阵与目标的水平距离。