一種不同環(huán)境噪聲條件下聲納探測性能對比評估方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于試驗與測試技術領域，涉及到一種不同環(huán)境噪聲條件下評估聲納探測性能的方法。在良好水文環(huán)境下測試海域在測試深度下各個頻率的傳播損失和本底隨距離變化所構建的良好水文條件低噪聲環(huán)境下的標準傳播損失數(shù)據(jù)庫，獲得傳播損失與探測距離的關系。如果還未建立該海域的標準傳播損失數(shù)據(jù)庫則需首先建立該數(shù)據(jù)庫以便比對時查表使用。本發(fā)明通過本發(fā)明可以解決對聲納探測性能評估對環(huán)境噪聲環(huán)境過于依賴的問題，改變只有在良好水文環(huán)境下才能對聲納探測性能指標進行評估的弊端，可以節(jié)約大量的時間和資源并提高工作效率。使聲納探測性能評估結(jié)果有統(tǒng)一的測評結(jié)果可以進行對比分析，為判斷聲納性能的優(yōu)劣提供可靠依據(jù)。
【專利說明】
一種不同環(huán)境噪聲條件下聲納探測性能對比評估方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于試驗與測試技術領域，涉及到一種不同環(huán)境噪聲條件下評估聲納探測性能的方法，特別涉及到一種不同信道條件下聲納探測性能對比評估方法。
【背景技術】
[0002]聲納的探測性能主要體現(xiàn)在探測距離和發(fā)現(xiàn)距離上。聲納探測性能評估現(xiàn)有方法主要有實船(艇)法和模擬器法。其中實船(艇)法利用實船或?qū)嵧β暭{的探測距離進行評估，其特點是評估聲納性能片面，只能根據(jù)當前艦艇型號確定聲納探測距離，無法做到聲納探測性能的量化考察。模擬器法通過模擬器裝載不同類型的艦船主被動聲特征，根據(jù)設定的模擬類型進行主動模擬或被動模擬從而考核聲納的主被動探測性能。其缺點在于模擬與實艇的差異，但可以量化聲納探測性能?，F(xiàn)有的聲納探測性能評估方法都是針對于當前評估環(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，我國沒有一種能夠在高環(huán)境噪聲環(huán)境下可以確定在良好水文條件低噪聲環(huán)境下聲納探測性能的方法，使得不同聲納探測性能評估不能夠相互對比。如需不同聲納對比的情況則需對比聲納同時評估或者在相同的評估條件下評估。使得評估費時費力，且效果并不理想。
[0003]本發(fā)明以某一測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)庫為依托，在相近溫深變化前提下，使用可遠程遙控的通用目標模擬器實時獲取當前水文條件下傳播損失和海洋本底噪聲數(shù)據(jù)，通過比對良好水文條件低噪聲環(huán)境下的傳播損失，獲取待評估聲納在良好水文條件低噪聲環(huán)境下測試海域的探測距離。從而對聲納的性能進彳T有效評估。

【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性能對比評估方法。解決聲納探測性能評估中對環(huán)境噪聲環(huán)境過于依賴的問題。
[0005]本發(fā)明的技術方案是依托于良好水文條件低噪聲環(huán)境下的標準傳播損失和海洋本底噪聲數(shù)據(jù)庫的，即在良好水文環(huán)境下測試海域在測試深度下各個頻率的傳播損失和本底隨距離變化所構建的良好水文條件低噪聲環(huán)境下的標準傳播損失數(shù)據(jù)庫，獲得傳播損失與探測距離的關系。如果還未建立該海域的標準傳播損失數(shù)據(jù)庫則需首先建立該數(shù)據(jù)庫以便比對時查表使用。使用本方法評估聲納探測性能時不需要選擇良好水文條件低噪聲環(huán)境例如可在3級海況下，但測試海域需建立標準傳播損失和良好水文條件低噪聲環(huán)境下海洋本底噪聲(噪聲級為NLl)數(shù)據(jù)庫。
[0006]首先選擇溫深變化小的季節(jié)進行測試例如冬季，溫深基本不變。選擇待測聲納工作深度，減小聲線彎曲對測量結(jié)果影響。計算待測聲納獲得的海洋本底噪聲(NL2)。而后通過模擬器模擬某一艦艇的噪聲，并使模擬器從遠處向逼近聲納位置方向移動，待待測聲納發(fā)現(xiàn)目標后，停止模擬器移動。確定在測試水文條件下的被動聲納的最大發(fā)現(xiàn)距離。在最大發(fā)現(xiàn)距離位置利用模擬器發(fā)射一個測試頻率已知發(fā)射聲源級(SL)的固定信號，此時待測聲納位置可以接到該信號在水中傳播最大發(fā)現(xiàn)距離后的信號聲壓級(PL)。利用聲傳播方程可知此時的傳播損失(TL)為反射信號的聲源級與接收位置的聲壓級之差與待測聲納在測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。為確保測試結(jié)果的穩(wěn)定性，可多次重復測試，對整個樣本取均值。最后根據(jù)以上計算得到的TL查標準傳播損失數(shù)據(jù)庫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探測距離。同理，利用模擬器模擬某一目標的聲特征可以獲得主動聲納最大探測距離，從而查表得到良好水文條件低噪聲環(huán)境下主動聲納最大探測距離。
[0007]本發(fā)明的效果和益處是通過本發(fā)明可以解決對聲納探測性能評估對環(huán)境噪聲環(huán)境過于依賴的問題，改變只有在良好水文環(huán)境下才能對聲納探測性能指標進行評估的弊端，可以節(jié)約大量的時間和資源并提高工作效率。使聲納探測性能評估結(jié)果有統(tǒng)一的測評結(jié)果可以進行對比分析，為判斷聲納性能的優(yōu)劣提供可靠依據(jù)。
【附圖說明】
[0008]附圖1是模擬器示意圖。
[0009]圖中:I數(shù)傳電臺天線;2警示燈;3GPS天線;4電子艙;5浮體;6電池艙;7沉塊;8發(fā)射換能器組;9模擬輔助水聽器;10監(jiān)視水聽器。
【具體實施方式】
[0010]以下結(jié)合技術方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0011]實施例1
[0012]本實施例以某測試用聲納的被動探測性能評估為例進行說明。測試用聲納參數(shù):工作頻率為5kHz，接收靈敏度-168dB(參考lyPa，以下如無特殊說明參考均為lyPa)，海洋本底噪聲級為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的聲特征，其具有遠程無線遙控功能，可以遙控發(fā)射某一個或一組已知校準信號。這里為5kHz的CW信號，發(fā)射聲源級為185dB。并假設檢測門限為信噪比3dB。
[0013]良好水文條件低噪聲環(huán)境下測試海域傳播損失與探測距離的關系如圖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150dB的模擬噪聲信號，模擬器從遠處逼近待測聲納。利用待測聲納對模擬器進行預警，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，頻率5kHz，脈寬20ms，發(fā)射聲源級185dB。利用被動聲納獲取該發(fā)射信號到達待測聲納位置的聲壓級148dB，根據(jù)
【發(fā)明內(nèi)容】
的公式計算得到當前水文環(huán)境下的傳播損失為37dB+30dB = 67dB。查找當前傳播損失所對應的在良好水文低噪聲環(huán)境下的探測距離是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警距離為15000m。
【主權項】
1.一種不同環(huán)境噪聲條件下聲納探測性能對比評估方法，其特征在于以下步驟， (1)選擇溫深變化小的季節(jié)進行測試； (2)選擇待測聲納工作深度，計算待測聲納獲得的海洋本底噪聲NL2; (3)通過模擬器模擬某一艦艇的噪聲，并使模擬器從遠處向逼近聲納位置方向移動，待待測聲納發(fā)現(xiàn)目標后，停止模擬器移動； (4)確定在測試水文條件下的被動聲納的最大發(fā)現(xiàn)距離;在最大發(fā)現(xiàn)距離位置利用模擬器發(fā)射一個測試頻率已知發(fā)射聲源級SL的固定信號，此時待測聲納位置接到該信號在水中傳播最大發(fā)現(xiàn)距離后的信號聲壓級PL;利用聲傳播方程此時的傳播損失TL為反射信號的聲源級與接收位置的聲壓級之差與待測聲納在測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)多次重復測試，對整個樣本取均值； (6)最后根據(jù)以上計算得到的TL查標準傳播損失數(shù)據(jù)庫獲得在良好水文條件低噪聲環(huán)境下聲納的最大被動探測距離； (7)利用模擬器模擬某一目標的聲特征獲得主動聲納最大探測距離，從而查表得到良好水文條件低噪聲環(huán)境下主動聲納最大探測距離。
【文檔編號】G01S7/52GK105891805SQ201610327756
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】曹清剛, 安天思, 王晉, 劉文章
【申請人】中國船舶重工集團公司第七六○研究所