[发明专利]一种通用的UUV水下目标探测仿真方法及系统

说明书

本发明公开了一种通用的UUV水下目标探测仿真方法和系统，所述方法包括：接收选择的探测模式；所述探测模式包括：主动探测和被动探测；如果选择的是主动探测，则开启主动探测，获取目标探测结果；否则，开启被动探测，获取目标探测结果。本发明的方法和系统能够提供UUV能力建设的仿真研究服务，通过对典型的水声探测装备和探测过程的建模，提供标准化、通用性水下目标探测模型。

技术领域

本发明涉及UUV目标探测建模领域，尤其涉及一种通用的UUV水下目标探测仿真方法及系统。

背景技术

无人水下航行器(UUV)是一种海上力量倍增器，拥有广泛而重要的军事、科研用途，在未来的海洋探测中发挥不可替代的作用。UUV搭载多种传感器，可以在复杂海况、恶劣环境下完成水下警戒、跟踪、勘探、中继通信等水下航行任务。随着技术的进步，UUV拥有更多的潜在应用领域，尤其是对人员要求严格的深海。

随着UUV技术的日臻成熟，为了满足水下无人探测、自主能力建设的要求， UUV开始装备多种声纳探测传感器，主要以安装在载壳上的载壳共形声传感器为主，国海军UUVBluefin 21艉部安装的主动声传感器，而美国的Progeny系统公司准备在无人平台载体上加装矢量传感器用于水下探测。另外，还有一些实验性的探测声传感器装备，如SACLANTCEN和MIT合作在Odyssey UUV安装的前鼻阵声传感器，全阵共8个阵元间隔10cm工作频段在8-16kHz。2008年美国NURC将SLITA拖曳阵声传感器(31mm外径)安装在Ocean Explorer AUV上，试验UUV拖曳声传感器性能，以期完成其整个水下探测网络的设想。

在主被动多传感器探测感知方面，美国水下持续跟踪无人艇(ACTUV)的两翼安装雷声公司的MS3中频远程主被动壳体声传感器，是第五代艏部和壳体主被动声传感器系统(改进SQS-56系统)，主动有效探测距离可以达到18km，同时具备主动和被动目标搜索能力，并通过使用光纤水听器，降低了系统功耗和重量。2015年，在密西西比州海域，成功对1km外的水下目标进行了持续跟踪。但是，当前应用与 UUV平台的主被动声探测技术的成熟度不高，距离真正的实用还有差距。目前有必要抓紧开展基于仿真的通用探测方法研究，以加快装备实用化的进程。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术缺陷，采用的技术方案为：从仿真运行的角度，梳理UUV水声探测过程，主要理清主动声纳、被动声纳的工作逻辑，按照平台的控制要求合理地进行主动、被动探测。UUV水声探测通用模型的工作流程包括参数装订、主被动开关机控制、自主探测上报等基本流程。

为了实现上述目的，本发明提出了一种通用的UUV水下目标探测仿真方法，所述方法包括：

接收选择的探测模式；所述探测模式包括：主动探测和被动探测；

如果选择的是主动探测，则开启主动探测，获取目标探测结果；

否则，开启被动探测，获取目标探测结果。

作为上述方法的一种改进，所述主动探测具体包括：

发射主动探测信号，发射范围为左舷-15°～-115°，右舷15°～115°；

基于声场分析计算主动探测传播损失值；

基于主动声纳方程计算主动探测优质因素；

根据主动探测传播损失值和主动探测优质因素判断目标是否在探测范围内，如果在探测范围内，计算主动探测目标信息。

作为上述方法的一种改进，基于声场分析计算主动探测传播损失，具体包括：