一種不同環(huán)境噪聲條件下聲納探測(cè)性能對(duì)比評(píng)估方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于試驗(yàn)與測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種不同環(huán)境噪聲條件下評(píng)估聲納探測(cè)性能的方法。在良好水文環(huán)境下測(cè)試海域在測(cè)試深度下各個(gè)頻率的傳播損失和本底隨距離變化所構(gòu)建的良好水文條件低噪聲環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn)傳播損失數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得傳播損失與探測(cè)距離的關(guān)系。如果還未建立該海域的標(biāo)準(zhǔn)傳播損失數(shù)據(jù)庫(kù)則需首先建立該數(shù)據(jù)庫(kù)以便比對(duì)時(shí)查表使用。本發(fā)明通過(guò)本發(fā)明可以解決對(duì)聲納探測(cè)性能評(píng)估對(duì)環(huán)境噪聲環(huán)境過(guò)于依賴(lài)的問(wèn)題，改變只有在良好水文環(huán)境下才能對(duì)聲納探測(cè)性能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估的弊端，可以節(jié)約大量的時(shí)間和資源并提高工作效率。使聲納探測(cè)性能評(píng)估結(jié)果有統(tǒng)一的測(cè)評(píng)結(jié)果可以進(jìn)行對(duì)比分析，為判斷聲納性能的優(yōu)劣提供可靠依據(jù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種不同環(huán)境噪聲條件下聲納探測(cè)性能對(duì)比評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于試驗(yàn)與測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種不同環(huán)境噪聲條件下評(píng)估聲納探測(cè)性能的方法，特別涉及到一種不同信道條件下聲納探測(cè)性能對(duì)比評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聲納的探測(cè)性能主要體現(xiàn)在探測(cè)距離和發(fā)現(xiàn)距離上。聲納探測(cè)性能評(píng)估現(xiàn)有方法主要有實(shí)船(艇)法和模擬器法。其中實(shí)船(艇)法利用實(shí)船或?qū)嵧?duì)聲納的探測(cè)距離進(jìn)行評(píng)估，其特點(diǎn)是評(píng)估聲納性能片面，只能根據(jù)當(dāng)前艦艇型號(hào)確定聲納探測(cè)距離，無(wú)法做到聲納探測(cè)性能的量化考察。模擬器法通過(guò)模擬器裝載不同類(lèi)型的艦船主被動(dòng)聲特征，根據(jù)設(shè)定的模擬類(lèi)型進(jìn)行主動(dòng)模擬或被動(dòng)模擬從而考核聲納的主被動(dòng)探測(cè)性能。其缺點(diǎn)在于模擬與實(shí)艇的差異，但可以量化聲納探測(cè)性能?，F(xiàn)有的聲納探測(cè)性能評(píng)估方法都是針對(duì)于當(dāng)前評(píng)估環(huán)境下的信道條件的，及選擇較低環(huán)境噪聲條件下。迄今為止，我國(guó)沒(méi)有一種能夠在高環(huán)境噪聲環(huán)境下可以確定在良好水文條件低噪聲環(huán)境下聲納探測(cè)性能的方法，使得不同聲納探測(cè)性能評(píng)估不能夠相互對(duì)比。如需不同聲納對(duì)比的情況則需對(duì)比聲納同時(shí)評(píng)估或者在相同的評(píng)估條件下評(píng)估。使得評(píng)估費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且效果并不理想。
[0003]本發(fā)明以某一測(cè)試海域良好水文條件低噪聲環(huán)境下傳播損失和海洋本底噪聲數(shù)據(jù)庫(kù)為依托，在相近溫深變化前提下，使用可遠(yuǎn)程遙控的通用目標(biāo)模擬器實(shí)時(shí)獲取當(dāng)前水文條件下傳播損失和海洋本底噪聲數(shù)據(jù)，通過(guò)比對(duì)良好水文條件低噪聲環(huán)境下的傳播損失，獲取待評(píng)估聲納在良好水文條件低噪聲環(huán)境下測(cè)試海域的探測(cè)距離。從而對(duì)聲納的性能進(jìn)彳T有效評(píng)估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種不同環(huán)境噪聲條件下聲納探測(cè)性能對(duì)比評(píng)估方法。解決聲納探測(cè)性能評(píng)估中對(duì)環(huán)境噪聲環(huán)境過(guò)于依賴(lài)的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是依托于良好水文條件低噪聲環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn)傳播損失和海洋本底噪聲數(shù)據(jù)庫(kù)的，即在良好水文環(huán)境下測(cè)試海域在測(cè)試深度下各個(gè)頻率的傳播損失和本底隨距離變化所構(gòu)建的良好水文條件低噪聲環(huán)境下的標(biāo)準(zhǔn)傳播損失數(shù)據(jù)庫(kù)，獲得傳播損失與探測(cè)距離的關(guān)系。如果還未建立該海域的標(biāo)準(zhǔn)傳播損失數(shù)據(jù)庫(kù)則需首先建立該數(shù)據(jù)庫(kù)以便比對(duì)時(shí)查表使用。使用本方法評(píng)估聲納探測(cè)性能時(shí)不需要選擇良好水文條件低噪聲環(huán)境例如可在3級(jí)海況下，但測(cè)試海域需建立標(biāo)準(zhǔn)傳播損失和良好水文條件低噪聲環(huán)境下海洋本底噪聲(噪聲級(jí)為NLl)數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0006]首先選擇溫深變化小的季節(jié)進(jìn)行測(cè)試?yán)缍?，溫深基本不變。選擇待測(cè)聲納工作深度，減小聲線(xiàn)彎曲對(duì)測(cè)量結(jié)果影響。計(jì)算待測(cè)聲納獲得的海洋本底噪聲(NL2)。而后通過(guò)模擬器模擬某一艦艇的噪聲，并使模擬器從遠(yuǎn)處向逼近聲納位置方向移動(dòng)，待待測(cè)聲納發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，停止模擬器移動(dòng)。確定在測(cè)試水文條件下的被動(dòng)聲納的最大發(fā)現(xiàn)距離。在最大發(fā)現(xiàn)距離位置利用模擬器發(fā)射一個(gè)測(cè)試頻率已知發(fā)射聲源級(jí)(SL)的固定信號(hào)，此時(shí)待測(cè)聲納位置可以接到該信號(hào)在水中傳播最大發(fā)現(xiàn)距離后的信號(hào)聲壓級(jí)(PL)。利用聲傳播方程可知此時(shí)的傳播損失(TL)為反射信號(hào)的聲源級(jí)與接收位置的聲壓級(jí)之差與待測(cè)聲納在測(cè)試水文條件下和良好水文條件低噪聲環(huán)境下本底噪聲之差(dNL = NL2-NLl)的和，S卩TL = SL-PL+dNL。為確保測(cè)試結(jié)果的穩(wěn)定性，可多次重復(fù)測(cè)試，對(duì)整個(gè)樣本取均值。最后根據(jù)以上計(jì)算得到的TL查標(biāo)準(zhǔn)傳播損失數(shù)據(jù)庫(kù)就可以獲得在良好水文條件低噪聲環(huán)境下聲納的最大被動(dòng)探測(cè)距離。同理，利用模擬器模擬某一目標(biāo)的聲特征可以獲得主動(dòng)聲納最大探測(cè)距離，從而查表得到良好水文條件低噪聲環(huán)境下主動(dòng)聲納最大探測(cè)距離。
[0007]本發(fā)明的效果和益處是通過(guò)本發(fā)明可以解決對(duì)聲納探測(cè)性能評(píng)估對(duì)環(huán)境噪聲環(huán)境過(guò)于依賴(lài)的問(wèn)題，改變只有在良好水文環(huán)境下才能對(duì)聲納探測(cè)性能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估的弊端，可以節(jié)約大量的時(shí)間和資源并提高工作效率。使聲納探測(cè)性能評(píng)估結(jié)果有統(tǒng)一的測(cè)評(píng)結(jié)果可以進(jìn)行對(duì)比分析，為判斷聲納性能的優(yōu)劣提供可靠依據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0008]附圖1是模擬器示意圖。
[0009]圖中:I數(shù)傳電臺(tái)天線(xiàn);2警示燈;3GPS天線(xiàn);4電子艙;5浮體;6電池艙;7沉塊;8發(fā)射換能器組;9模擬輔助水聽(tīng)器;10監(jiān)視水聽(tīng)器。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0011]實(shí)施例1
[0012]本實(shí)施例以某測(cè)試用聲納的被動(dòng)探測(cè)性能評(píng)估為例進(jìn)行說(shuō)明。測(cè)試用聲納參數(shù):工作頻率為5kHz，接收靈敏度-168dB(參考lyPa，以下如無(wú)特殊說(shuō)明參考均為lyPa)，海洋本底噪聲級(jí)為llOdB。良好水文條件低噪聲環(huán)境下海洋本底噪聲為80dB。模擬器可以模擬任意目標(biāo)的聲特征，其具有遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)遙控功能，可以遙控發(fā)射某一個(gè)或一組已知校準(zhǔn)信號(hào)。這里為5kHz的CW信號(hào)，發(fā)射聲源級(jí)為185dB。并假設(shè)檢測(cè)門(mén)限為信噪比3dB。
[0013]良好水文條件低噪聲環(huán)境下測(cè)試海域傳播損失與探測(cè)距離的關(guān)系如圖1所示。
[0014]工作深度水下25m。利用模擬器如圖1所示，發(fā)射聲級(jí)150dB的模擬噪聲信號(hào)，模擬器從遠(yuǎn)處逼近待測(cè)聲納。利用待測(cè)聲納對(duì)模擬器進(jìn)行預(yù)警，獲取最大發(fā)現(xiàn)距離95m。遙控模擬器停止模擬，發(fā)射固定已知信號(hào)，頻率5kHz，脈寬20ms，發(fā)射聲源級(jí)185dB。利用被動(dòng)聲納獲取該發(fā)射信號(hào)到達(dá)待測(cè)聲納位置的聲壓級(jí)148dB，根據(jù)
【發(fā)明內(nèi)容】
的公式計(jì)算得到當(dāng)前水文環(huán)境下的傳播損失為37dB+30dB = 67dB。查找當(dāng)前傳播損失所對(duì)應(yīng)的在良好水文低噪聲環(huán)境下的探測(cè)距離是15000m，從而得到良好水文條件低噪聲環(huán)境下該聲納的最大預(yù)警距離為15000m。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種不同環(huán)境噪聲條件下聲納探測(cè)性能對(duì)比評(píng)估方法，其特征在于以下步驟， (1)選擇溫深變化小的季節(jié)進(jìn)行測(cè)試； (2)選擇待測(cè)聲納工作深度，計(jì)算待測(cè)聲納獲得的海洋本底噪聲NL2; (3)通過(guò)模擬器模擬某一艦艇的噪聲，并使模擬器從遠(yuǎn)處向逼近聲納位置方向移動(dòng)，待待測(cè)聲納發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后，停止模擬器移動(dòng)； (4)確定在測(cè)試水文條件下的被動(dòng)聲納的最大發(fā)現(xiàn)距離;在最大發(fā)現(xiàn)距離位置利用模擬器發(fā)射一個(gè)測(cè)試頻率已知發(fā)射聲源級(jí)SL的固定信號(hào)，此時(shí)待測(cè)聲納位置接到該信號(hào)在水中傳播最大發(fā)現(xiàn)距離后的信號(hào)聲壓級(jí)PL;利用聲傳播方程此時(shí)的傳播損失TL為反射信號(hào)的聲源級(jí)與接收位置的聲壓級(jí)之差與待測(cè)聲納在測(cè)試水文條件下和良好水文條件低噪聲環(huán)境下本底噪聲之差dNL = NL2-NLl的和，S卩TL = SL-PL+dNL; (5)多次重復(fù)測(cè)試，對(duì)整個(gè)樣本取均值； (6)最后根據(jù)以上計(jì)算得到的TL查標(biāo)準(zhǔn)傳播損失數(shù)據(jù)庫(kù)獲得在良好水文條件低噪聲環(huán)境下聲納的最大被動(dòng)探測(cè)距離； (7)利用模擬器模擬某一目標(biāo)的聲特征獲得主動(dòng)聲納最大探測(cè)距離，從而查表得到良好水文條件低噪聲環(huán)境下主動(dòng)聲納最大探測(cè)距離。
【文檔編號(hào)】G01S7/52GK105891805SQ201610327756
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】曹清剛, 安天思, 王晉, 劉文章
【申請(qǐng)人】中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七六○研究所