数据进行测速计算，然后，通过 显示模块对水下目标参数进行显示；
[0057] 第二步：符合测速要求的抹香鲸滴答声脉冲筛选方法。
[0058] 从抹香鲸群滴答声数据库中，以模糊函数为准则，通过计算机遍历的方法，筛选出 距离分辨力高且速度容忍性好的滴答声单脉冲，组成集合C;注意应保证集合C的单脉冲都 具有良好的自相关性，且集合C中任意两个单脉冲之间的互相关结果都小于阈值W;
[0059] 第三步：利用抹香鲸滴答声脉冲且基于块多普勒测速原理的水下目标测速方法。
[0060] 信号产生模块2产生的脉冲信号串具有如图3所示的特点：（1)从集合C中选择n 个滴答声脉冲，注意，n应尽可能的大，这样能进一步提高发射滴答声脉冲串的伪装隐蔽性； (2)每两个相同的相邻脉冲之间组成一个速度测量块；（3)任何相邻单脉冲之间的时间间 隔tui= 1，2,…，n;j= 1，2,…，p可以不相等；(4)同一个块内两个相邻脉冲之间的间 隔记为L，i= 1，2,…，p;
[0061] 进一步地，在数据处理与显示模块8中存储有上述所使用的n个滴答声脉冲作为 拷贝相关参考脉冲；
[0062] 进一步地，数据处理与显示模块8对接收到的数据进行拷贝相关处理，然后，根据 拷贝相关结果求取同一个块中相邻脉冲间的时间间隔厂」=1_2,…，多;注意，当测速装置与 运动目标间存在相对运动时，有成立；进一步地，数据处理与显示模块8可计算得出 多普勒频移因子A=GI=v/T，其中，V和c分别代表水下目标在I时间段内的平均运 动速度和声速；而声速一般变化缓慢且已知，因此，利用A, =([.//")-| = 1/〃式，就能获得 水下运动目标的速度。
【主权项】
1. 一种基于抹香鲸滴答声的水下运动目标隐蔽测速装置，其特征是，由测速需求分 析模块，信号产生模块，功放模块，换能器，水听器，信号调理模块，数据处理与显示模块组 成； 测速需求分析模块接受水下目标测速的实际应用需求，并根据应用需求，选择和构造 用于水下目标测速的合适的抹香鲸滴答声脉冲组合； 信号产生模块根据测速需求分析模块的输出参数，从其存储器中选择抹香鲸滴答声脉 冲信号，并按块多普勒测原理对脉冲信号进行组合和脉冲间时间间隔设置，然后，将信号输 出至功放模块；功放模块对信号进行功率放大后，输出至换能器；换能器将滴答声脉冲信 号发向水下； 滴答声脉冲信号经水下目标反射后，传输至水听器；水听器将声信号转换成电信号或 光信号后，输出至信号调理模块；信号调理模块实现对信号的滤波、放大、模数转换等功能； 信号调理模块将产生的数据传送至数据处理与显示模块； 数据处理与显示模块首先对接收到的数据进行测速计算，然后对水下目标参数进行显 不。2. 如权利要求1所述的基于抹香鲸滴答声的水下运动目标隐蔽测速装置，其特征是， 测速需求分析模块从从抹香鲸群滴答声数据库中，以模糊函数为准则，通过计算机遍历的 方法，筛选出距离分辨力高且速度容忍性好的滴答声单脉冲，组成集合C;注意应保证集合 C的单脉冲都具有良好的自相关性，且集合C中任意两个单脉冲之间的互相关结果都小于 阈值W，W根据实际应用需要，在区间（0,0. 8)之间进行选择；信号产生模块产生的脉冲信号 串具有：⑴从集合C中选择n个滴答声脉冲，n根据实际应用需要，在区间[2,10000]之间 进行选择；（2)每两个相同的相邻脉冲之间组成一个速度测量块；(3)任何相邻单脉冲之间 的时间间隔= 1，2,…，p;j= 1，2,…，p可以不相等；(4)同一个块内两个相邻脉冲 之间的间隔记为L，i= 1，2,…，p。3. 如权利要求1所述的基于抹香鲸滴答声的水下运动目标隐蔽测速装置，其特征是， 数据处理与显示模块中存储有上述所使用的n个滴答声脉冲，并将这n个滴答声脉冲作为 后续进行拷贝相关处理的参考脉冲；拷贝相关处理运算是指将原信号拷贝一份作为参数信 号，然后，使用接收到的信号与参数信号进行互相关运算；数据处理与显示模块对接收到的 数据进行拷贝相关处理，然后，根据拷贝相关处理结果求取同一个块中相邻脉冲间的时间 间隔〇 = 〗,2,…，p注意，当测速装置与运动目标间存在相对运动时，有~矣石成立；进一 步地，数据处理与显示模块计算得出多普勒频移因子A= 其中，￥和(：分别 代表水下目标在$时间段内的平均运动速度和声速；利用A;=拓=v/c式，就能获得 水下运动目标的速度。4. 如权利要求1所述的基于抹香鲸滴答声的水下运动目标隐蔽测速装置，其特征是， 信号产生模块由序列组合器和序列缓存器组成；信号产生模块根据测速需求分析模块的输 出参数，从其存储器中选择抹香鲸滴答声脉冲信号，并通过序列组合器按多普勒测原理对 脉冲信号进行组合和脉冲间时间间隔设置并存储在序列缓存器中，然后，将信号输出至功 放模块。5. -种基于抹香鲸滴答声的水下运动目标隐蔽测速方法，其特征是，包括如下步骤： 选择抹香鲸滴答声脉冲信号，并按块多普勒测原理对脉冲信号进行组合和脉冲间时间间隔 设置，然后，对信号进行功率放大后，将滴答声脉冲信号发向水下； 滴答声脉冲信号经水下目标反射后，传输至水听器； 对接收到来自水听器的数据进行测速计算，然后进行显示。6. 如权利要求5所述的基于抹香鲸滴答声的水下运动目标隐蔽测速方法，其特征是， 符合测速要求的抹香鲸滴答声脉冲筛选方法：从抹香鲸群滴答声数据库中，以模糊函数为 准则，通过计算机遍历的方法，筛选出距离分辨力高且速度容忍性好的滴答声单脉冲，组成 集合C;注意应保证集合C的单脉冲都具有良好的自相关性，且集合C中任意两个单脉冲之 间 的互相关结果都小于阈值W。7. 如权利要求5所述的基于抹香鲸滴答声的水下运动目标隐蔽测速方法，其特征是， 对接收到来自水听器的数据进行测速计算：产生的脉冲信号串的特点：（1)从集合C中选择 n个滴答声脉冲；(2)每两个相同的相邻脉冲之间组成一个速度测量块；(3)任何相邻单脉 冲之间的时间间隔tui= 1，2,…，n;j= 1，2,…，p可不相等；(4)同一个块内两个相邻 脉冲之间的间隔记为tmi= 1，2,…，p。8. 如权利要求5所述的基于抹香鲸滴答声的水下运动目标隐蔽测速方法，其 特征是，对接收到的数据进行拷贝相关处理，然后，根据拷贝相关结果求取同一个块 中相邻脉冲间的时间间隔|:,i= 1,2,…以:有&关$成立；计算得出多普勒频移因子 A = = ，其中，v和c分别代表水下目标在$时间段内的平均运动速度和声速； 利用A; =($/(.,.)-1 =V/p式，就能获得水下运动目标的速度。
【专利摘要】本发明属于水下声探测领域。为提高主动测速装置伪装隐蔽的能力的前提下，实现水下运动目标速度的测量。为此，本发明采取的技术方案是，基于抹香鲸滴答声的水下运动目标隐蔽测速方法及装置，由测速需求分析模块，信号产生模块，功放模块，换能器，水听器，信号调理模块，数据处理与显示模块组成；测速需求分析模块接受水下目标测速的实际应用需求，并根据应用需求，选择和构造用于水下目标测速的合适的抹香鲸滴答声脉冲组合。本发明主要应用于水下声探测。
【IPC分类】G01S15/58
【公开号】CN105022067
【申请号】CN201510472152
【发明人】蒋佳佳, 段发阶, 李彦超, 薛俊, 袁建富, 袁文澹, 王宪全
【申请人】天津大学
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年8月4日