CN105891805A - 一种不同环境噪声条件下声纳探测性能对比评估方法 - Google Patents

一种不同环境噪声条件下声纳探测性能对比评估方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105891805A
CN105891805A CN201610327756.6A CN201610327756A CN105891805A CN 105891805 A CN105891805 A CN 105891805A CN 201610327756 A CN201610327756 A CN 201610327756A CN 105891805 A CN105891805 A CN 105891805A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sonar
under
detection performance
test
simulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610327756.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105891805B (zh
Inventor
曹清刚
安天思
王晋
刘文章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
760 RESEARCH INSTITUTE OF CSIC
Original Assignee
760 RESEARCH INSTITUTE OF CSIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 760 RESEARCH INSTITUTE OF CSIC filed Critical 760 RESEARCH INSTITUTE OF CSIC
Priority to CN201610327756.6A priority Critical patent/CN105891805B/zh
Publication of CN105891805A publication Critical patent/CN105891805A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105891805B publication Critical patent/CN105891805B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/52004—Means for monitoring or calibrating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
    • G01S7/537—Counter-measures or counter-counter-measures, e.g. jamming, anti-jamming

Abstract

本发明属于试验与测试技术领域，涉及到一种不同环境噪声条件下评估声纳探测性能的方法。在良好水文环境下测试海域在测试深度下各个频率的传播损失和本底随距离变化所构建的良好水文条件低噪声环境下的标准传播损失数据库，获得传播损失与探测距离的关系。如果还未建立该海域的标准传播损失数据库则需首先建立该数据库以便比对时查表使用。本发明通过本发明可以解决对声纳探测性能评估对环境噪声环境过于依赖的问题，改变只有在良好水文环境下才能对声纳探测性能指标进行评估的弊端，可以节约大量的时间和资源并提高工作效率。使声纳探测性能评估结果有统一的测评结果可以进行对比分析，为判断声纳性能的优劣提供可靠依据。

Description

一种不同环境噪声条件下声纳探测性能对比评估方法
技术领域
本发明属于试验与测试技术领域，涉及到一种不同环境噪声条件下评估声纳探测性能的方法，特别涉及到一种不同信道条件下声纳探测性能对比评估方法。
背景技术
声纳的探测性能主要体现在探测距离和发现距离上。声纳探测性能评估现有方法主要有实船(艇)法和模拟器法。其中实船(艇)法利用实船或实艇对声纳的探测距离进行评估，其特点是评估声纳性能片面，只能根据当前舰艇型号确定声纳探测距离，无法做到声纳探测性能的量化考察。模拟器法通过模拟器装载不同类型的舰船主被动声特征，根据设定的模拟类型进行主动模拟或被动模拟从而考核声纳的主被动探测性能。其缺点在于模拟与实艇的差异，但可以量化声纳探测性能。现有的声纳探测性能评估方法都是针对于当前评估环境下的信道条件的，及选择较低环境噪声条件下。迄今为止，我国没有一种能够在高环境噪声环境下可以确定在良好水文条件低噪声环境下声纳探测性能的方法，使得不同声纳探测性能评估不能够相互对比。如需不同声纳对比的情况则需对比声纳同时评估或者在相同的评估条件下评估。使得评估费时费力，且效果并不理想。
本发明以某一测试海域良好水文条件低噪声环境下传播损失和海洋本底噪声数据库为依托，在相近温深变化前提下，使用可远程遥控的通用目标模拟器实时获取当前水文条件下传播损失和海洋本底噪声数据，通过比对良好水文条件低噪声环境下的传播损失，获取待评估声纳在良好水文条件低噪声环境下测 试海域的探测距离。从而对声纳的性能进行有效评估。
发明内容
本发明的目的是提供一种不同环境噪声条件下声纳探测性能对比评估方法。解决声纳探测性能评估中对环境噪声环境过于依赖的问题。
本发明的技术方案是依托于良好水文条件低噪声环境下的标准传播损失和海洋本底噪声数据库的，即在良好水文环境下测试海域在测试深度下各个频率的传播损失和本底随距离变化所构建的良好水文条件低噪声环境下的标准传播损失数据库，获得传播损失与探测距离的关系。如果还未建立该海域的标准传播损失数据库则需首先建立该数据库以便比对时查表使用。使用本方法评估声纳探测性能时不需要选择良好水文条件低噪声环境例如可在3级海况下，但测试海域需建立标准传播损失和良好水文条件低噪声环境下海洋本底噪声(噪声级为NL1)数据库。
首先选择温深变化小的季节进行测试例如冬季，温深基本不变。选择待测声纳工作深度，减小声线弯曲对测量结果影响。计算待测声纳获得的海洋本底噪声(NL2)。而后通过模拟器模拟某一舰艇的噪声，并使模拟器从远处向逼近声纳位置方向移动，待待测声纳发现目标后，停止模拟器移动。确定在测试水文条件下的被动声纳的最大发现距离。在最大发现距离位置利用模拟器发射一个测试频率已知发射声源级(SL)的固定信号，此时待测声纳位置可以接到该信号在水中传播最大发现距离后的信号声压级(PL)。利用声传播方程可知此时的传播损失(TL)为反射信号的声源级与接收位置的声压级之差与待测声纳在测试水文条件下和良好水文条件低噪声环境下本底噪声之差(dNL＝NL2-NL1)的和，即TL＝SL-PL+dNL。为确保测试结果的稳定性，可多次重复测试，对整个样本取均值。最后根据以上计算得到的TL查标准传播损失数据库就可以获得 在良好水文条件低噪声环境下声纳的最大被动探测距离。同理，利用模拟器模拟某一目标的声特征可以获得主动声纳最大探测距离，从而查表得到良好水文条件低噪声环境下主动声纳最大探测距离。
本发明的效果和益处是通过本发明可以解决对声纳探测性能评估对环境噪声环境过于依赖的问题，改变只有在良好水文环境下才能对声纳探测性能指标进行评估的弊端，可以节约大量的时间和资源并提高工作效率。使声纳探测性能评估结果有统一的测评结果可以进行对比分析，为判断声纳性能的优劣提供可靠依据。
附图说明
附图 1是模拟器示意图。
图中：1数传电台天线；2警示灯；3GPS天线；4电子舱；5浮体；6电池舱；7沉块；8发射换能器组；9模拟辅助水听器；10监视水听器。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
实施例1
本实施例以某测试用声纳的被动探测性能评估为例进行说明。测试用声纳参数：工作频率为5kHz，接收灵敏度-168dB(参考1μPa，以下如无特殊说明参考均为1μPa)，海洋本底噪声级为110dB。良好水文条件低噪声环境下海洋本底噪声为80dB。模拟器可以模拟任意目标的声特征，其具有远程无线遥控功能，可以遥控发射某一个或一组已知校准信号。这里为5kHz的CW信号，发射声源级为185dB。并假设检测门限为信噪比3dB。
良好水文条件低噪声环境下测试海域传播损失与探测距离的关系如图 1所示。
工作深度水下25m。利用模拟器如图 1所示，发射声级150dB的模拟噪声信 号，模拟器从远处逼近待测声纳。利用待测声纳对模拟器进行预警，获取最大发现距离95m。遥控模拟器停止模拟，发射固定已知信号，频率5kHz，脉宽20ms，发射声源级185dB。利用被动声纳获取该发射信号到达待测声纳位置的声压级148dB，根据发明内容的公式计算得到当前水文环境下的传播损失为37dB+30dB＝67dB。查找当前传播损失所对应的在良好水文低噪声环境下的探测距离是15000m，从而得到良好水文条件低噪声环境下该声纳的最大预警距离为15000m。

Claims (1)

1.一种不同环境噪声条件下声纳探测性能对比评估方法，其特征在于以下步骤，
(1)选择温深变化小的季节进行测试；
(2)选择待测声纳工作深度，计算待测声纳获得的海洋本底噪声NL2；
(3)通过模拟器模拟某一舰艇的噪声，并使模拟器从远处向逼近声纳位置方向移动，待待测声纳发现目标后，停止模拟器移动；
(4)确定在测试水文条件下的被动声纳的最大发现距离；在最大发现距离位置利用模拟器发射一个测试频率已知发射声源级SL的固定信号，此时待测声纳位置接到该信号在水中传播最大发现距离后的信号声压级PL；利用声传播方程此时的传播损失TL为反射信号的声源级与接收位置的声压级之差与待测声纳在测试水文条件下和良好水文条件低噪声环境下本底噪声之差dNL＝NL2-NL1的和，即TL＝SL-PL+dNL；
(5)多次重复测试，对整个样本取均值；
(6)最后根据以上计算得到的TL查标准传播损失数据库获得在良好水文条件低噪声环境下声纳的最大被动探测距离；
(7)利用模拟器模拟某一目标的声特征获得主动声纳最大探测距离，从而查表得到良好水文条件低噪声环境下主动声纳最大探测距离。
CN201610327756.6A 2016-05-17 2016-05-17 一种不同环境噪声条件下声纳探测性能对比评估方法 Expired - Fee Related CN105891805B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610327756.6A CN105891805B (zh) 2016-05-17 2016-05-17 一种不同环境噪声条件下声纳探测性能对比评估方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610327756.6A CN105891805B (zh) 2016-05-17 2016-05-17 一种不同环境噪声条件下声纳探测性能对比评估方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105891805A true CN105891805A (zh) 2016-08-24
CN105891805B CN105891805B (zh) 2018-09-28

Family

ID=56716326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610327756.6A Expired - Fee Related CN105891805B (zh) 2016-05-17 2016-05-17 一种不同环境噪声条件下声纳探测性能对比评估方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105891805B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108152835A (zh) * 2016-12-02 2018-06-12 上海华测导航技术股份有限公司 基于gnss接收机内置数传电台传输距离的测试方法
CN110058245A (zh) * 2019-04-10 2019-07-26 中国人民解放军海军工程大学 基于云模型的低频主动拖线阵声呐浅海探测效能评估方法
CN111551919A (zh) * 2019-02-11 2020-08-18 中国人民解放军海军工程大学 一种走停式潜艇用声纳性能在线测试装置
CN111780852A (zh) * 2020-05-22 2020-10-16 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 一种实时测量低频换能器深海性能的装置及方法
CN112130155A (zh) * 2020-09-29 2020-12-25 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种导航声纳灰度图像时变增强方法
CN113777594A (zh) * 2021-08-11 2021-12-10 上海船舶电子设备研究所(中国船舶重工集团公司第七二六研究所) 非线性声纳最小可检测信噪比测试方法及系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
季蓓 等: "被动声纳作用距离预报的仿真研究", 《计算机仿真》 *
李春洪 等: "作战仿真中水声传感器的建模与集成", 《计算机仿真》 *
韩梅: "水声环境对声纳作用距离影响的一种定量分析方法", 《应用声学》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108152835A (zh) * 2016-12-02 2018-06-12 上海华测导航技术股份有限公司 基于gnss接收机内置数传电台传输距离的测试方法
CN111551919A (zh) * 2019-02-11 2020-08-18 中国人民解放军海军工程大学 一种走停式潜艇用声纳性能在线测试装置
CN111551919B (zh) * 2019-02-11 2023-07-04 中国人民解放军海军工程大学 一种走停式潜艇用声纳性能在线测试装置
CN110058245A (zh) * 2019-04-10 2019-07-26 中国人民解放军海军工程大学 基于云模型的低频主动拖线阵声呐浅海探测效能评估方法
CN110058245B (zh) * 2019-04-10 2022-12-09 中国人民解放军海军工程大学 基于云模型的低频主动拖线阵声呐浅海探测效能评估方法
CN111780852A (zh) * 2020-05-22 2020-10-16 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 一种实时测量低频换能器深海性能的装置及方法
CN111780852B (zh) * 2020-05-22 2022-04-08 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 一种实时测量低频换能器深海性能的装置及方法
CN112130155A (zh) * 2020-09-29 2020-12-25 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种导航声纳灰度图像时变增强方法
CN112130155B (zh) * 2020-09-29 2022-10-21 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 一种导航声纳灰度图像时变增强方法
CN113777594A (zh) * 2021-08-11 2021-12-10 上海船舶电子设备研究所(中国船舶重工集团公司第七二六研究所) 非线性声纳最小可检测信噪比测试方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN105891805B (zh) 2018-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105891805B (zh) 一种不同环境噪声条件下声纳探测性能对比评估方法
De Angelis et al. Design and characterization of a portable ultrasonic indoor 3-D positioning system
CN103048642B (zh) 基于频域最小二乘法的水声脉冲信号匹配场定位方法
CN104407331B (zh) 船舶rcs的缩尺模型湖面试验方法及系统
CN105241401B (zh) 一种冰层厚度的声学测量方法
Fialkowski et al. Methods for identifying and controlling sonar clutter
EA200970216A1 (ru) Усовершенствованные способ и система морской электромагнитной разведки
CN110058245A (zh) 基于云模型的低频主动拖线阵声呐浅海探测效能评估方法
KR102119135B1 (ko) 레이더를 이용한 해양상태 측정방법
CN105044726B (zh) 一种声学测深仪校准装置及方法
Dubrovinskaya et al. Anchorless underwater acoustic localization
CN115236593B (zh) 一种基于冰声衰减特征的跨冰定位冰下声源方法
CN102253362B (zh) 基于时间反转镜技术在水下定位中的方法
RU2703804C1 (ru) Способ классификации морских объектов пассивными гидроакустическими средствами
CN103235312B (zh) 目标回波强度测量方法
Alexander et al. Modelling acoustic propagation beneath Antarctic sea ice using measured environmental parameters
KR101480834B1 (ko) 다중 경로 음파 전달 모델 및 표적 식별을 이용한 표적 기동분석 방법
CN202770991U (zh) 大型水下吊装结构物位置姿态实时测量装置
Rodríguez et al. New European underwater noise measurement standard developed in the AQUO project
Dahal et al. RSS based bridge scour measurement using underwater acoustic sensor networks
RU2664869C1 (ru) Способ гидролокации в мелководных областях с оперативным контролем изменчивости условий обнаружения подводной цели
Chen et al. Research on optimum operating parameters selection of active sonar in shallow water
Alexander et al. Noise characterisation of the Aurora Australis while stationary in Antarctic sea ice
CN104142488A (zh) 水下认知声学网络中一种针对海洋哺乳动物的定位方法
Lynch et al. On whether azimuthal isotropy and alongshelf translational invariance are present in low-frequency acoustic propagation along the New Jersey shelfbreak

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20180928