[发明专利]一种应用于潜器平台水下声信标搜探的梳形路径设计方法

权利要求书

1.一种应用于潜器平台水下声信标搜探的梳形路径设计方法，其特征在于：所述方法包括三个步骤：声纳作用距离预测、梳形路径间隔计算及梳形路径实施；

步骤一：声纳作用距离预测，在声纳作用距离预测中，首先基于声纳方程计算优质因数，然后根据射线声学相关知识计算声传播损失的分布情况，最后综合优质因数与声传播损失分布获得声纳作用距离的准确估计；

步骤二：梳形路径间隔计算，梳形路径间隔计算引入海底起伏余量及作用距离余量，建立了优化计算公式；将上一步骤所估计的声纳作用距离作为设计输入，代入优化计算公式获得了梳形路径间隔的优化计算结果；

步骤三：梳形路径实施，梳形路径实施根据所述梳形路径间隔的优化计算结果，结合潜器的航程信息进行潜器梳形路径规划，设计出潜器平台水下声信标搜探路径。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：根据声纳方程，在声纳的作用距离内，有：

(SL-NL+DI-DT)≥TL (1)

式中：SL为声信标声源级；NL为噪声声源级；DI为信号处理增益，所述信号处理增益包括时间处理增益与空间处理增益；DT为检测阈；TL为传播损失；(SL-NL+DI-DT)统称为优质因数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：基于优质因数与声传播损失，进行声纳作用距离估计的具体步骤如下：

第一步：根据声信标声源级、噪声声源级、信号处理增益及检测阈确定优质因数(SL-NL+DI-DT)；

第二步：根据现场水文情况和声信标频率信息确定声传播损失分布；

第三步：选取使声传播损失小于等于优质因数的最大距离作为声纳作用距离的估计值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤二中引入海底起伏余量d_S及作用距离余量R_S；假设海底起伏在d±d_S范围内变化，d为海底深度，则潜器相对于声信标的深度差最大值为：

h_S＝max(h-d_S,h+d_S) (3)

式中，h为潜器航行深度；

则，引入两个余量后的梳形路径间隔S的优化计算公式为：

式中，R为估计的声纳作用距离。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述梳形路径间隔指的是两相邻梳齿之间的间隔。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤二中，已经通过优化计算，得到梳形路径间隔的优化计算结果，结合梳形路径宽度L及潜器的航程K，所述梳形路径宽度L满足L＞＞S，则单个潜器在航程内所能覆盖的搜探区域面积为：

由式可见，每个潜器在航程内所能覆盖搜探区域仅与潜器航程及梳形路径间隔有关，而与梳形路径宽度无关。