基于爆炸聲源的水下目標定位算法

王國剛, 王洋洋, 何躍峰

(1.海軍駐716研究所軍代表室, 江蘇 連云港　222061;2.江蘇自動化研究所, 江蘇 連云港　222061)

隨著潛艇作戰能力及隱身技術的不斷發展[1],水面艦艇對潛遠程預警與攻防已成為當前水下作戰的重要需求[2-5]。水面艦艇主要通過艦殼聲吶、拖曳線列陣聲吶探測潛艇目標[6],由于其探測作用距離有限,且隨著潛艇隱身能力的提升,對于較遠距離目標只能通過被動聲吶探測,不但不能獲得有效的距離數據,而且獲得的方位信息也存在較大誤差,難以實現水下目標的精確定位[7-11]。

火炮發射的炮彈和飛機投射的炮彈不僅是一種優越的殺傷性武器,還是一個很好的爆炸聲源[12-15]。爆炸在帶來巨大破壞性的同時通常會伴隨聲波的產生,這種聲波具有聲強級高、頻率低的特點,可以順利傳播到遠端,起到探測遠距離水下目標的作用。

本文基于爆炸聲源和被動聲吶探測的條件,建立一種新型水下目標定位算法實現遠距離水下目標精確定位的目的,爭取先敵發現、先敵攻擊、先機制敵,為反潛武器系統中遠程反潛提供理論支撐。

1　模型建立

基于爆炸聲源的水下目標定位算法通過在預定點增加主動爆炸聲源,被動聲吶接收爆炸聲波的直達波以及目標反射波,根據爆炸位置、回波時間間隔、目標反射波方位,利用三角定位法計算目標的距離信息,結合方位信息進行目標定位、運動要素解算。

以聲吶為原點O,正北方向為Y軸建立直角坐標系,設定目標B的真實方位(D3,β),設定主動爆炸點A的方位(D1,α),AB兩點連線距離為D2,如圖1所示。……