CN112036011B - 一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法及系统 - Google Patents

一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法及系统，方法包括：创建地球‑电离层波导模型，基于模型获取甚低频波在地球‑电离层波导的场强传播公式以及多种甚低频波场强分析模式，包括：按收信点计算甚低频波场强、按方位角计算甚低频波场强、按区域计算甚低频波场强和按航线计算甚低频波场强，从而分析水下航行器的甚低频波可通率，从而制定航行和通信策略。本发明方法具备地球－电离层波导中甚低频传播场强分析功能，通过地球－电离层波导数学物理模型，推导了甚低频电磁波在地球－电离层波导中传播的场强值；基于多种电磁波传播模式分析电磁波场强值分布，具备较高的计算精度，可实现对甚低频通信保障能力的分析计算。

Description

一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法及系统
技术领域
本发明涉及甚低频波通信传输分析方法，具体涉及一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法及系统。
背景技术
甚低频(very low frequency，简称VLF，频率范围3～30kHz)是一个极具特色的频段，最大的特点是电波在空中和海水中的传播衰减较小，因此VLF较早地应用于水下通信。目前我国VLF水下通信存在可靠性不高的问题，水下目标无法预知是否能够收到岸基VLF信号，因此有必要对VLF水下传播预测技术进行突破，有利于水下航行时提前做好通信计划。
VLF电波传播复杂，与频率、时间、地点、距离、方位等因素都有密切关系，受电离层变化影响较重，且存在多模干扰，在距发信天线几百公里到几千公里范围内的某些区域可能是信号场强的干涉低谷，不能进行通信，即存在不能通信的“空洞”。VLF频段的大气噪声也是影响通信效果的主要因素，不同海域、不同时间的大气噪声电平不同。随着全球气候变化，温室效应加剧，大气噪声明显增强，严重影响通信效能，严重影响了对潜VLF通信的可靠性。
目前我国在此技术方面尚无公开成果，甚低频水下通信传播预测技术的突破填补了此项空白。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法；其中，该方法主要基于一种甚低频波在地球-电离层波导的场强传播计算方法，该场强传播计算方法采用Airy积分函数和牛顿迭代法求解了基于球面波函数三阶近似的球形波导甚低频模方程，从而获得了地球－电离层波导中的场强分布，该场强传播计算方法计算量小，便于实现，精度较高，其计算结果与实测场强数据进行对比分析，证明了方法的有效性，可满足甚低频场强分析的要求。
此外，本发明还提出了一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析系统，该系统集成了不同类型的基于波导模式理论甚低频场强分析模块，实现了甚低频传播场强、信噪比计算，包括按接收点、方位角、覆盖区域、航线等分析功能，该系统能够直接为水下通信计划的制定提供辅助决策；实现了水下场强分析计算功能，并通过实例分析对该系统进行效果验证。
为实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法，所述方法包括：
S1：创建地球-电离层波导模型，基于所述模型获取甚低频波在地球-电离层波导的场强传播公式；
S2：按收信点计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和所述水下航行器至少一个收信点的位置信息，基于所述场强传播公式获取在所述时间段内至少一个所述收信点的甚低频波场强值的分布；
S3：按方位角计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和所述水下航行器航行方位角，基于所述场强传播公式获取在所述时间段内所述方位角航行路径上甚低频波场强值的分布；
S4：按区域计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和所述水下航行器航行区域范围的位置信息，基于所述场强传播公式获取在所述时间段内所述航行区域范围内甚低频波场强值的分布；
S5：按航线计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和所述水下航行器航线拐点的位置信息，基于所述场强传播公式计算在所述时间段内所述航线上甚低频波场强值的分布。
S8：根据所述甚低频波场强值分析所述水下航行器的甚低频波可通率，从而制定航行和通信策略。
优选地，所述场强传播公式为：
Figure GDA0003760542780000031
其中，E0为收信点的甚低频波场强，j为虚数单位，η0为自由空间波阻抗，λ为波长，Ids为当发信源为垂直电偶极子时的偶极矩，d为发信台站和收信点之间距离，k为自由空间波数，a为地球半径，θ为发信台站和收信点至地球质心的夹角，θ＝d/a。
优选地，所述S1包括：
S11：以地心空间球面坐标系为工作坐标创建甚低频波的扩散地球-电离层波导数学物理模型，获得球形波导的模方程；
S12：采用牛顿迭代法获取基于球面波函数三阶近似的球形波导中垂直电场的计算公式；
S13：设定地球-电离层源辐射为垂直偶极子，获取甚低频波在地球-电离层波导的场强传播公式。
优选地，所述S11包括：
S14：以地心空间球面坐标系为工作坐标创建甚低频波的扩散地球-电离层波导数学物理模型，获取基于球形波函数表示的标量函数
S15：基于Airy积分对所述标量函数中的球形波函数进行三阶近似求解，获取球形波导的模方程。
优选地，所述方法还包括：
S6：按数值建模计算甚低频波场强：根据所述水下航行器航行距离创建环境区域模型，基于所述环境区域模型和场强传播公式获取所述航行距离范围内甚低频波场强值的分布；
S7：按水下深度计算甚低频波场强：设定发信参数和所述水下航行器收信点的水下深度，基于所述场强传播公式获取在所述收信点水下垂直深度的甚低频波场强值的分布。
优选地，所述方法还包括：
S9：建立全球大气噪声数据库，基于所述全球大气噪声数据库获取全球任一收信点在时间段内的噪声参数，并由此获取全球任一收信点在时间段内的信噪比模型；
S10：根据所述信噪比模型和甚低频波场强值分析所述水下航行器的甚低频波可通率，从而制定航行和通信策略。
按照本发明第二方面，提供一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析系统，所述系统包括:
地球-电离层波导模型模块：用于基于地球-电离层波导模型获取甚低频波在地球-电离层波导的场强传播公式；
收信点甚低频波场强分析模块：用于根据输入的发信参数、时间参数和收信点的位置，计算在所述时间段内所述收信点的甚低频波场强值的分布；
方位角甚低频波场强分析模块：用于根据输入的发信参数、时间参数和航行方位角，计算在所述时间段内所述方位角航行路径上甚低频波场强值的分布；
区域甚低频波场强分析模块：用于根据发信参数、时间参数和航行区域范围，计算在所述时间段内所述航行区域范围内甚低频波场强值的分布；
航线甚低频波场强分析模块：用于根据发信参数、时间参数和航线拐点位置，计算在所述时间段内所述航线上甚低频波场强值的分布；
航行和通信策略制定模块：用于根据甚低频波场强值分析所述水下航行器的甚低频波可通率，制定航行和通信策略。
优选地，所述系统还包括:
MATLAB甚低频波场强分析模块：用于根据航行距离调用MATLAB环境生成计算所述航行距离范围内甚低频波场强值的分布；
水下深度甚低频波场强分析模块：用于根据定发信参数和所述水下航行器收信点的水下深度，计算在所述收信点水下垂直深度的甚低频波场强值的分布。
优选地，所述系统还包括:
信噪模型选择及分析模块，用于根据选择信噪模型校正所述水下航行器的甚低频波场强值。
按照本发明第三方面，提供一种计算机可读介质，其存储电子设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行如上所述的用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
(1)具备地球－电离层波导中甚低频传播场强分析功能。建立了地球－电离层波导数学物理模型，推到了地球和电离层中由垂直偶极子源辐射的球形电磁波模方程，求解得到甚低频电磁波在地球－电离层波导中传播的场强值；
(2)具备多种分析甚低频电磁波地波传播模式，与地球－电离层波导模传播模式相结合，可分析全球区域甚低频电磁波场强值分布；
(3)具备预测全球区域全时段大气噪声强度的功能。建立了全球大气噪声数据库，并可以快速分析出全球任意地点、不同季节、不同时间段的信噪参数，可极大地提高大气噪声的计算效率和准确度，并由此计算全球区域全时段的信噪比，通过信噪比校正甚低频电磁波场强值，从而分析甚低频通信的可通率。
(4)具备甚低频通信保障能力预测功能。采用矩量法进行数值建模和仿真计算，具备较高的计算精度，可实现对甚低频通信保障能力的分析计算。
附图说明
图1为按照本发明实现的地心空间球面坐标系的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法，方法包括：
S1：创建地球-电离层波导模型，基于模型获取甚低频波在地球-电离层波导的场强传播公式；
S2：按收信点计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和水下航行器至少一个收信点的位置信息，基于场强传播公式获取在时间段内至少一个收信点的甚低频波场强值的分布；
S3：按方位角计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和水下航行器航行方位角，基于场强传播公式获取在时间段内方位角航行路径上甚低频波场强值的分布；
S4：按区域计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和水下航行器航行区域范围的位置信息，基于场强传播公式获取在时间段内航行区域范围内甚低频波场强值的分布；
S5：按航线计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和水下航行器航线拐点的位置信息，基于场强传播公式计算在时间段内航线上甚低频波场强值的分布。
进一步地，拐点表示航线上方向发生变化的点，比如两个线段，交点处就是拐点，只要知道了拐点坐标，那么这个线段就确定了，航线也就随之确定了。S8：根据甚低频波场强值分析水下航行器的甚低频波可通率，从而制定航行和通信策略。
进一步地，步骤S1中，场强传播公式为：
Figure GDA0003760542780000061
其中，E0为收信点的甚低频波场强，j为虚数单位，η0为自由空间波阻抗，λ为波长，Ids为当发信源为垂直电偶极子时的偶极矩，d为发信台站和收信点之间距离，k为自由空间波数，a为地球半径，θ为发信台站和收信点至地球质心的夹角，θ＝d/a。
经研究表明，甚低频电波传播的物理条件是地球表面及地球上空包围的电离层之间的空间，所以甚低频电波传播的空间环境因素是指大气中的电离层下边界以及地球上表面。对于这个频段的电波，地面与电离层都具有良好的反射特性，并且这两个反射壁之间的距离与电波波长可比拟，因此电离层和地面对甚低频电波来说可看成两个反射边界，绝大部分电磁波能量都被限制在地面与电离层之间的空间中，并通过地面与低电离层界面的交替反射传播到远处，这是甚低频在地面以上和电离层以下的空间中得以传播的前提条件。结合图1所示的地球球形波导的结构示意图，步骤S1包括步骤S11～S13，具体步骤如下所示：
S11：以地心空间球面坐标系为工作坐标创建甚低频波的扩散地球-电离层波导数学物理模型，获得球形波导的模方程；
进一步地，步骤S11包括S14
S14：以地心空间球面坐标系为工作坐标创建甚低频波的扩散地球-电离层波导数学物理模型，获取基于球形波函数表示的标量函数，即：
Figure GDA0003760542780000071
其中，如图1所示，r、θ、
Figure GDA0003760542780000072
是数学上球面坐标系的三个基本坐标变量，类似于直角坐标系的x、y、z轴，但以上三个变量并不固定，会随着位置的变化而变化。Er表示传播方向r的场强分量，Eθ为接收点处θ方向场强分量，
Figure GDA0003760542780000073
为接收点处
Figure GDA0003760542780000074
方向分量。Er、Eθ和
Figure GDA0003760542780000075
三者相互垂直，符合右手螺旋法则。
其中，如图1所示，P点为信号接收点，Er、Eθ和
Figure GDA0003760542780000076
就是P点处的三个电场分量。Hr和
Figure GDA0003760542780000077
是P点处的磁场分量。η＝(μ/ε)1/2，称为波阻抗；r在公式中为地心空间球面坐标系中的通信距离；k2＝ω2(ε-iσ/ω)μ，k称为波数，μ为磁导率，ε为介电常数，i为虚数单位，i2＝-1，σ为电导率，ω为角频率，ω＝2πf。
S15：基于Airy积分对所述标量函数中的球形波函数进行三阶近似求解，获取球形波导的模方程。
进一步地，通过对球形波函数进行三阶近似求解，球形波导的模方程可以写为：
A(tn)B(tn)＝1；
其中，
Figure GDA0003760542780000081
Figure GDA0003760542780000082
Figure GDA0003760542780000083
△g为地表的归一化表面阻抗，△i为电离层归一化表面阻抗；h为电离层有效反射高度，k为自由空间波数，a为地球半径，t为函数自变量，
Figure GDA0003760542780000084
Figure GDA0003760542780000085
Cn为第n阶模地面入射角余弦，即波导模式的特征值；C′n为第n阶模电离层入射角余弦；w1(t)和w2(t)为Airy积分。
更进一步地，Airy积分表示成复数形式：
Figure GDA0003760542780000086
其中，u(t)和v(t)为球形波导模方程中的Airy函数。
更进一步地，w'1(t)、w'2(t)、w'1(t-y0)和w'2(t-y0)为Airy函数的一阶导数。
更进一步地，模方程求解过程中涉及到Airy积分的计算，本发明基于Matlab函数库中的Airy函数对模方程的Airy积分进行计算。
通过推导可得到Airy积分表示式：
Figure GDA0003760542780000087
至此，可以方便的计算模方程中的Airy积分。
进一步地，甚低频波在扩散地球-电离层波导数学物理模型中某点的信号场强可表示为：
Er＝E0V0；
其中，
Figure GDA0003760542780000091
Figure GDA0003760542780000092
x＝(ka/2)1/3θ，θ＝d/a，y0＝[2/(ka)]1/3kh，
Figure GDA0003760542780000093
当满足(ka/2)1/3Cn＞＞1时，球形波导的模方程可以写为：
Figure GDA0003760542780000094
其中，
Figure GDA0003760542780000095
其中，i为虚数单位，Cn为第n阶模地面入射角余弦，即波导模式的特征值；C′n为第n阶模电离层入射角余弦，h为电离层有效反射高度，k为自由空间波数，a为地球半径。
更进一步地，假设发射源为位于地表面和电离层下边界所构成的球壳形空间中的垂直电偶极子，电离层假设为各向同性媒质，不考虑地磁场的影响，用球形波函数描述波导中甚低频波的扩散，可得一般情况下的模谐振方程。由于地球-电离层波导中模方程严格求解困难，本发明采用数值法进行求解，推导得到球形波导中的简化模方程：
Figure GDA0003760542780000096
其中，Cn＝(2/ka)1/3(-tn)1/2，α′＝2α。
其中，
Figure GDA0003760542780000097
h为电离层有效反射高度，k为自由空间波数，α为电离层衰减系数。
S12：采用牛顿迭代法获取基于球面波函数三阶近似的球形波导中垂直电场的计算公式；
根据简化模方程的形式，采用牛顿迭代法来求解，得到基于球面波函数三阶近似的球形波导中垂直电场的计算公式：
Figure GDA0003760542780000098
其中，Er,n＝E0V0，且
Figure GDA0003760542780000101
其中，
Figure GDA0003760542780000102
x＝(ka/2)1/3θ，θ＝d/a，y0＝[2/(ka)]1/3kh，
Figure GDA0003760542780000103
h为电离层有效反射高度，k为自由空间波数，a为地球半径。
S13：设定地球-电离层源辐射为垂直偶极子，获取甚低频波在地球-电离层波导的场强传播公式。
当辐射源为垂直电偶极子，距离发射点d处的基准电场E0表示为
Figure GDA0003760542780000104
其中，E0为收信点的甚低频波场强，j为虚数单位，η0为自由空间波阻抗，λ为波长，Ids为当发信源为垂直电偶极子时的偶极矩，d为发信台站和收信点之间距离，k为自由空间波数，a为地球半径，θ为发信台站和收信点至地球质心的夹角，θ＝d/a。
本发明提出的一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法，实现了多种场强分析方式，包括步骤S2～S5。
进一步地，该方法还包括：
S6：按数值建模计算甚低频波场强：根据水下航行器航行距离创建环境区域模型，基于环境区域模型和场强传播公式获取航行距离范围内甚低频波场强值的分布；
S7：按水下深度计算甚低频波场强：设定发信参数和水下航行器收信点的水下深度，基于场强传播公式获取在收信点水下垂直深度的甚低频波场强值的分布。
步骤S8根据步骤S2～S7分析的甚低频波场强值分布，评估水下航行器的甚低频波可通率，从而制定航行和通信策略。
本发明中，具备预测全球区域全时段大气噪声强度的功能。建立了全球大气噪声数据库，并可以快速分析出全球任意地点、不同季节、不同时间段的信噪参数，可极大地提高大气噪声的计算效率和准确度，并由此计算全球区域全时段的信噪比，通过信噪比校正甚低频电磁波场强值，从而分析甚低频通信的可通率。方法还包括：
S9：建立全球大气噪声数据库，基于全球大气噪声数据库获取全球任一收信点在时间段内的噪声参数，并由此获取全球任一收信点在时间段内的信噪比模型；
S10：根据信噪比模型和甚低频波场强值分析水下航行器的甚低频波可通率，从而制定航行和通信策略。
本发明第二方面提供一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析系统，系统包括:
地球-电离层波导模型模块：用于基于地球-电离层波导模型获取甚低频波在地球-电离层波导的场强传播公式；
收信点甚低频波场强分析模块：用于根据输入的发信参数、时间参数和收信点的位置，计算在时间段内收信点的甚低频波场强值的分布；
方位角甚低频波场强分析模块：用于根据输入的发信参数、时间参数和航行方位角，计算在时间段内方位角航行路径上甚低频波场强值的分布；
区域甚低频波场强分析模块：用于根据发信参数、时间参数和航行区域范围，计算在时间段内航行区域范围内甚低频波场强值的分布；
航线甚低频波场强分析模块：用于根据发信参数、时间参数和航线拐点位置，计算在时间段内航线上甚低频波场强值的分布；
航行和通信策略制定模块：用于根据甚低频波场强值分析所述水下航行器的甚低频波可通率，制定航行和通信策略。
进一步地，该系统还包括:
MATLAB甚低频波场强分析模块：用于根据航行距离调用MATLAB环境生成计算航行距离范围内甚低频波场强值的分布；
水下深度甚低频波场强分析模块：用于根据定发信参数和水下航行器收信点的水下深度，计算在收信点水下垂直深度的甚低频波场强值的分布。
进一步地，该系统还包括:
信噪模型选择及分析模块，用于根据选择信噪模型校正水下航行器的甚低频波场强值。
本发明还提供一种计算机可读介质，其存储电子设备执行的计算机程序，当计算机程序在电子设备上运行时，使得电子设备执行如上所述的用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：创建地球-电离层波导模型，基于所述模型获取甚低频波在地球-电离层波导的场强传播公式；
S2：按收信点计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和所述水下航行器至少一个收信点的位置信息，基于所述场强传播公式获取在所述时间参数内至少一个所述收信点的甚低频波场强值的分布；
S3：按方位角计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和所述水下航行器航行方位角，基于所述场强传播公式获取在所述时间参数内所述方位角航行路径上甚低频波场强值的分布；
S4：按区域计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和所述水下航行器航行区域范围的位置信息，基于所述场强传播公式获取在所述时间参数内所述航行区域范围内甚低频波场强值的分布；
S5：按航线计算甚低频波场强：设定发信参数、时间参数和所述水下航行器航线拐点的位置信息，基于所述场强传播公式计算在所述时间参数内所述航线上甚低频波场强值的分布；
S8：根据所述甚低频波场强值分析所述水下航行器的甚低频波可通率，从而制定航行和通信策略。
2.根据权利要求1所述的用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法，其特征在于，所述场强传播公式为：
Figure FDA0003748425320000011
其中，E0为收信点的甚低频波场强，j为虚数单位，η0为自由空间波阻抗，λ为波长，Ids为当发信源为垂直电偶极子时的偶极矩，d为发信台站和收信点之间距离，k为自由空间波数，a为地球半径，θ为发信台站和收信点至地球质心的夹角，θ＝d/a。
3.根据权利要求2所述的用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法，其特征在于，所述S1包括：
S11：以地心空间球面坐标系为工作坐标创建甚低频波的扩散地球-电离层波导数学物理模型，获得球形波导的模方程；
S12：采用牛顿迭代法获取基于球面波函数三阶近似的球形波导中垂直电场的计算公式；
S13：设定地球-电离层源辐射为垂直偶极子，获取甚低频波在地球-电离层波导的场强传播公式。
4.根据权利要求3所述的用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法，其特征在于，所述S11包括：
S14：以地心空间球面坐标系为工作坐标创建甚低频波的扩散地球-电离层波导数学物理模型，获取基于球形波函数表示的标量函数；
S15：基于Airy积分对所述标量函数中的球形波函数进行三阶近似求解，获取球形波导的模方程。
5.根据权利要求1所述的用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法，其特征在于，所述方法还包括：
S6：按数值建模计算甚低频波场强：根据所述水下航行器航行距离创建环境区域模型，基于所述环境区域模型和场强传播公式获取所述航行距离范围内甚低频波场强值的分布；
S7：按水下深度计算甚低频波场强：设定发信参数和所述水下航行器收信点的水下深度，基于所述场强传播公式获取在所述收信点水下垂直深度的甚低频波场强值的分布。
6.根据权利要求1所述的用于水下航行器的甚低频波通信传输分析方法，其特征在于，所述方法还包括：
S9：建立全球大气噪声数据库，基于所述全球大气噪声数据库获取全球任一收信点在时间段内的噪声参数，并由此获取全球任一收信点在时间段内的信噪比模型；
S10：根据所述信噪比模型和甚低频波场强值分析所述水下航行器的甚低频波可通率，从而制定航行和通信策略。
7.一种用于水下航行器的甚低频波通信传输分析系统，其特征在于，所述系统包括:
地球-电离层波导模型模块：用于基于地球-电离层波导模型获取甚低频波在地球-电离层波导的场强传播公式；
收信点甚低频波场强分析模块：用于根据输入的发信参数、时间参数和收信点的位置，计算在所述时间参数内所述收信点的甚低频波场强值的分布；
方位角甚低频波场强分析模块：用于根据输入的发信参数、时间参数和航行方位角，计算在所述时间参数内所述方位角航行路径上甚低频波场强值的分布；
区域甚低频波场强分析模块：用于根据发信参数、时间参数和航行区域范围，计算在所述时间参数内所述航行区域范围内甚低频波场强值的分布；
航线甚低频波场强分析模块：用于根据发信参数、时间参数和航线拐点位置，计算在所述时间参数内所述航线上甚低频波场强值的分布；
航行和通信策略制定模块：用于根据甚低频波场强值分析所述水下航行器的甚低频波可通率，制定航行和通信策略。
8.根据权利要求7所述的用于水下航行器的甚低频波通信传输分析系统，其特征在于，所述系统还包括:
MATLAB甚低频波场强分析模块：用于根据航行距离调用MATLAB环境生成计算所述航行距离范围内甚低频波场强值的分布；
水下深度甚低频波场强分析模块：用于根据定发信参数和所述水下航行器收信点的水下深度，计算在所述收信点水下垂直深度的甚低频波场强值的分布。
9.根据权利要求7所述的用于水下航行器的甚低频波通信传输分析系统，其特征在于，所述系统还包括:
信噪模型选择及分析模块，用于根据选择信噪模型校正所述水下航行器的甚低频波场强值。
10.一种计算机可读介质，其特征在于，其存储电子设备执行的计算机程序，当所述计算机程序在电子设备上运行时，使得所述电子设备执行如权利要求1至6任一项所述的方法。
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