[发明专利]声传感器判断距离目标最近并利用深弹拦截的方法

说明书

本发明公开了一种声传感器判断距离目标最近并利用深弹拦截的方法，其中，声传感器判断距离目标最近的方法包括：步骤S1，基于多普勒运动原理建立声传感器的信号处理模型，并基于所述信号处理模型，获取声传感器t_k时刻与t₀时刻的加权输出间的关系；步骤S2，基于所述声传感器t_k时刻与t₀时刻的加权输出间的关系，对声传感器采集的目标噪声进行分析处理；步骤S3，利用斜坡环比法确定最近点；充分利用目标噪声的特点，综合利用数据分析手段，通过对声传感器采集到的噪声进行处理分析来判断与目标距离最近的点，有助于数据处理效率，降低了算法运算量，而且具备较强的实时性，具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及机动目标拦截技术领域，具体涉及一种基于多普勒运动原理的矢量水听器判断距离目标最近并利用深弹拦截机动目标的方法。

背景技术

机动目标是一种能自动推进并按预定的航向和深度航行，能自动导向目标并对其实现毁伤。与水雷、火炮、导弹等武器相比，机动目标具有进攻性强、隐蔽性好、破坏威力大的特点，在武器战斗中受到广泛应用。

机动目标自噪声通常是指机动目标航行过程产生的对自身探测系统工作形成干扰的噪声，与机动目标的航速、航深、工作频率以及海况有关。机动目标自噪声的来源主要有机械噪声、螺旋桨噪声及流噪声。其中，在低速、海况级别高的情况下，机械噪声占主要地位。在中速时，流噪声是主导噪声。航速超过20km的情况下，虽然流噪声随航速的增大而增加，但螺旋桨噪声开始占主导地位，且在千赫兹频段上螺旋桨空化噪声将是主要噪声源。

目前，利用悬浮式深水炸弹(简称深弹)拦截机动目标是水面舰艇防御机动目标来袭的作战方式之一，该作战方式可以有效弥补声呐告警信息不精准的缺陷，对机动目标直接起爆杀伤。悬浮式深弹用于拦截机动目标，首先在发射后要有一定区域的散布，其次在发射后要能准确测量得到机动目标到每枚深弹的距离，以便当机动目标进入深弹有效作用距离内时，实时引爆悬浮式深弹，从而毁伤机动目标。使深弹发射后形成一定散布区域属于总体结构及弹道设计内容，目前技术相对比较成熟。而如何用简单的方法实现被动测距是发展悬浮式深弹所特别要求的新技术，也是其技术难点之一。

发明内容

针对上述问题，发明人提供了一种基于多普勒运动原理的声传感器判断距离目标最近并利用深弹拦截机动目标的方法，通过有效判决攻防目标间的最近距离对应的瞬时时刻，保证悬浮式深水炸弹对来袭机动目标具有最佳效果。

具体地，根据第一方面，本发明提供了一种声传感器判断距离目标最近的方法，包括：

步骤S1：基于多普勒运动原理建立声传感器的信号处理模型；并基于所述信号处理模型，获取声传感器t_k时刻与t₀时刻的加权输出间的关系；

步骤S2：基于所述声传感器t_k时刻与t₀时刻的加权输出间的关系，对声传感器采集的目标噪声进行分析处理；

步骤S3：利用斜坡环比法确定最近点。

进一步地，所述步骤S1包括：

设在t时刻，有个M不相干的多普勒信号入射到声传感器上，方位角记为信号复包络记为s₀(t),s₁(t),…,s_M-1(t)，多普勒频率分别为f₀,f₁,…,f_M-1，则矢量水听器的输出x(t)表示为：

其中，s_m(t)表示第m个噪声信号，a_m表示第m个噪声信号的导向矢量，f_m表示第m个噪声信号的频率，j表示虚数单位，π表示圆周率；n(t)表示加性高斯白噪声；