[发明专利]一种AUV声隐身态势评估方法

权利要求书

1.一种AUV声隐身态势评估方法，其特征在于，具体的实现方式包括以下步骤：

(1)在AUV下水执行任务前，根据航路起点和目标点确定任务目标水域范围，采集任务目标水域内的探测声呐位置、AUV和环境声学信息、声呐设备信息；

(2)根据步骤(1)的采集信息进行全局环境下的态势评估；在AUV的任务工况下建立信号余量SE模型，通过建立声呐性能模型确定阵增益DI、检测阈值DT，输入AUV噪声声源级SL、背景噪声NL，计算AUV在水平面上周向均匀36个方向上信号余量SE为0时的传播损失TL值，根据TL模块计算每个方向上TL值对应的距离即声呐探测距离，基于最小二乘法拟合36个点得到声呐探测范围及威胁范围，同样计算全局环境下每个已知声呐的威胁范围得到全局威胁态势评估结果；

(3)根据步骤(1)采集的动态信息，在航路中进行实时态势评估；通过建立声呐方程，计算得到单一声呐的探测概率p_d，当所有单一声呐的探测概率计算完成后，以探测概率作为威胁评估指数并根据大小对声呐进行威胁度排序；

(4)在单一声呐探测概率的基础上，根据声呐数量和航线时间，利用“KoutofN”准则计算得到多声呐的联合探测概率p_da，根据总探测时间t和探测频率n计算AUV航线累积探测概率p_dl；

(5)确定探测声呐设备参数后，在AUV所在位置的水平面上，以AUV为圆心均匀取36个方向，分别计算36个方向信号余量SE为0的点，并通过拟合包络线确定AUV可航行范围，制作态势图；

(6)综合以上步骤，得到全局态势评估图、单一声呐探测概率p_d、声呐威胁排序、联合探测概率p_da、航线累积探测概率p_dl、AUV可航行范围和态势图。

2.根据权利要求1所述的一种AUV声隐身态势评估方法，其特征在于，所述的步骤(1)中采集的信息包括全局已知信息和实时采集信息及采集AUV执行任务所在水域环境的声学信息，具体为：

全局已知信息和实时采集信息包括：

(1.1)AUV和声呐设备的位置信息：经度x_i、纬度y_i和深度z_i；

(1.2)声呐设备参数：列阵长度Δx、声波频率f、探测概率阈值p_T、虚警率p_fa、阵增益DI、声呐设备数量K；

(1.3)AUV噪声声源级SL；

采集AUV执行任务所在水域环境的声学信息包括：

(1.4)背景噪声NL：探测声呐的工作环境噪声；

(1.5)声传播损失TL：利用TL模块计算由AUV位置到探测声呐位置处的海洋传播损失。

3.根据权利要求1所述的一种AUV声隐身态势评估方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体的实现步骤包括：

(2.1)建立声呐性能模型

DI＝10log(2Δx/λ)

(2.2)模型输入参数列阵长度Δx、声波频率f、探测概率阈值p_T、虚警率pf_a，输出为阵增益DI和检测阈值DT两项构成，不同的声呐参数得到不同模型输出结果；

(2.3)简化声呐威胁模型并将评估结果用于AUV隐蔽航路规划，计算信号余量模型SE＝SL+DI-TL-NL-DT＝0的传播损失TL值；

(2.4)根据TL模块插值得到每个方向上TL值对应的距离即声呐探测距离，基于最小二乘法拟合36个点得到声呐探测范围及威胁范围；

(2.5)将AUV任务隐蔽性要求分为三个等级，一、二、三级分别对应安全系数k为1.0、1.25、1.5，声呐威胁半径Rs＝k·Max{r_i}，以探测声呐位置为圆心构建虚拟障碍物模型，构建全局态势评估结果。