被動(dòng)型聲納浮標(biāo)定位技術(shù)分析

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1、哈爾濱丁程大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論1．1立題意義和背景我國(guó)是一個(gè)海陸兼?zhèn)涞拇髧?guó)，不僅擁有廣袤的土地，更擁有著遼闊的海洋。但由于長(zhǎng)期的“重陸輕?！闭撸约八艿降膰?guó)際敵對(duì)勢(shì)力刻意炒作的所謂“中國(guó)威脅論"的束縛，使得我國(guó)的海洋開(kāi)發(fā)和海軍建設(shè)一直處于比較滯后的狀態(tài)，不僅落后于日、美等發(fā)達(dá)國(guó)家，而且落后于不少發(fā)展中國(guó)家，這與我國(guó)的大國(guó)地位嚴(yán)重不符?，F(xiàn)在我國(guó)的海洋安全形勢(shì)異常嚴(yán)峻：既有諸鄰國(guó)狼狽為奸，合謀對(duì)我國(guó)領(lǐng)海、島礁的鯨吞蠶食和對(duì)我國(guó)海洋資源大肆掠奪，又有日、美等國(guó)沆瀣一氣，封鎖中國(guó)海軍于近海之中，妄圖憑借所謂的“第X島鏈”阻止中國(guó)走向遠(yuǎn)洋的腳步。

2、因此，快速加強(qiáng)我國(guó)海軍的建設(shè)已刻不容緩。潛艇從誕生之日起，就是海軍中令人聞風(fēng)喪膽的殺人利器，隨著擁有潛艇的國(guó)家不斷增加、潛艇安靜化程度的提高、以及高性能的作戰(zhàn)系統(tǒng)和武器系統(tǒng)的上艇，特別是戰(zhàn)略核潛艇的出現(xiàn)，使得潛艇的威脅與日俱增。因此，有效的綜合反潛能力成為各國(guó)海軍必須擁有的核心能力之一。如果不具備對(duì)水下作戰(zhàn)空間進(jìn)行監(jiān)視和控制的能力，就無(wú)法有效執(zhí)行制海、兵力投射等任務(wù)，從而導(dǎo)致整個(gè)戰(zhàn)局的失利。反潛是對(duì)敵潛艇斗爭(zhēng)的統(tǒng)稱，它包括對(duì)敵潛艇的進(jìn)攻和防御，即使用各種反潛兵力、武器積極主動(dòng)地搜索、攻擊敵潛艇或采取各種措施限制敵潛艇的活動(dòng)?，F(xiàn)代反潛戰(zhàn)，已由早期的

3、以水面艦艇為主的反潛，發(fā)展到當(dāng)今以水面、水下、空中多種平臺(tái)共同組成的立體協(xié)同反潛。目前各國(guó)海軍使用的反潛平臺(tái)包括：反潛水面艦艇、潛艇、反潛飛機(jī)，使用的武器包括反潛導(dǎo)彈、反潛魚(yú)雷、水雷以及深水炸彈等。在反潛作戰(zhàn)中，反潛機(jī)無(wú)疑是最有效的反潛平臺(tái)，它具有快速，機(jī)動(dòng)的特點(diǎn)，能在短時(shí)間內(nèi)居高臨下地進(jìn)行大面積搜索，并可以十分方便地向海中發(fā)射或投擲反潛炸彈，甚至最新型的核魚(yú)雷。反潛機(jī)大致可以分為水上反潛飛機(jī)，反潛直升機(jī)，岸機(jī)反潛飛機(jī)，艦載反潛機(jī)。哈爾濱工程大學(xué)碩七學(xué)位論文ii暑昌i宣昌置i；i———————一；miq'——,,一--?'i7—薯'一般來(lái)說(shuō)，反潛

4、機(jī)的主要裝備有兩部分，一是探測(cè)設(shè)備，二是武器設(shè)備。反潛機(jī)的探測(cè)設(shè)備主要包括雷達(dá)、聲納浮標(biāo)、吊放式聲納、磁異探測(cè)儀、激光探測(cè)儀等；反潛機(jī)使用的武器裝備主要包括反潛導(dǎo)彈、反潛魚(yú)雷和深水炸彈等。1．2反潛聲納浮標(biāo)簡(jiǎn)介1．2．1反潛聲納浮標(biāo)的歷史與現(xiàn)狀在反潛機(jī)的探測(cè)設(shè)備中，聲納浮標(biāo)是一種方便而有效且廉價(jià)的設(shè)備。歷史上最早應(yīng)用于實(shí)戰(zhàn)的聲納浮標(biāo)可追溯到二戰(zhàn)時(shí)期。1940年5月，美國(guó)岸防航空兵司令部要求研制一種能從飛機(jī)上投下去又能把情報(bào)用無(wú)線電傳回飛機(jī)的被動(dòng)反潛探測(cè)器。1942年3月，美國(guó)海軍對(duì)這種儀器進(jìn)行了首次實(shí)驗(yàn)。該儀器是由一個(gè)長(zhǎng)3．75英尺、直徑4英寸、

5、重14磅的筒形浮標(biāo)構(gòu)成。當(dāng)浮標(biāo)落水時(shí)，便會(huì)自動(dòng)拋出一個(gè)掛在21英尺長(zhǎng)的電纜上的水聽(tīng)器，并同時(shí)拋出無(wú)線電發(fā)射機(jī)的天線，這樣水聽(tīng)器收到的任何聲音便都能傳送到飛機(jī)上。4小時(shí)后，海水將圓筒底部可溶塞溶化，使浮標(biāo)充滿海水，進(jìn)而沉入海底。聲納浮標(biāo)經(jīng)過(guò)5個(gè)月的研制，于1942年秋開(kāi)始生產(chǎn)，1943年5月開(kāi)始在美國(guó)海軍使用?！瘓D1．1聲納浮標(biāo)工作示意圖聲納浮標(biāo)通過(guò)布陣使用，可對(duì)大面積海域完成快速搜索和連續(xù)數(shù)小時(shí)的監(jiān)測(cè)，直至電池耗盡時(shí)為止。美國(guó)海軍現(xiàn)役的被動(dòng)型聲納浮標(biāo)主要有AN／SSQ一53B、AN／SSQ-53D、AN／SSQ-53等指向性頻率分析和記錄型(DI

6、FAR)2哈爾濱丁程大學(xué)碩士學(xué)位論文聲浮標(biāo)，AN／SSQ．57B可校準(zhǔn)的低頻分析和記錄型(LOFAR)聲納浮標(biāo)，AN／SSQ．77(CZ)以及A／SSQ．77B垂直線列陣(VLAD)聲納浮標(biāo)等型號(hào)。美國(guó)海軍現(xiàn)役的主動(dòng)聲納浮標(biāo)主要有AN／SSQ．62B、ANtSSQ．62C、AN／SSQ．62D、AN／SSQ．62E指向性指令啟動(dòng)型聲浮標(biāo)(DICASS)，以及AN／SSQ．110和ANSSQ．110A可擴(kuò)展回聲測(cè)距浮標(biāo)(EER)。美國(guó)海軍還有一些特殊用途的傳感器和相應(yīng)的設(shè)備，如AN／SSQ．36和AN／SSQ．36B空中可擴(kuò)展的海水深溫度自動(dòng)記錄儀

7、(AXBT)聲納浮標(biāo)，以及AN／WSQ．6“最小漂移"(Minidrifi)浮標(biāo)H51。1．2．2反潛聲納浮標(biāo)工作方式與原理目前實(shí)用的反潛聲納浮標(biāo)按照工作形式可以分為三類(lèi)，包括被動(dòng)全向浮標(biāo)、被動(dòng)定向浮標(biāo)和主動(dòng)全向浮標(biāo)，其中使用最廣泛的是被動(dòng)全向浮標(biāo)。在被動(dòng)式的浮標(biāo)中，被動(dòng)全向浮標(biāo)是標(biāo)量水聽(tīng)器浮標(biāo)，被動(dòng)定向浮標(biāo)是矢量水聽(tīng)器浮標(biāo)，盡管矢量水聽(tīng)器有著許多方面的優(yōu)勢(shì)，最主要的是它所提供的信息量比常規(guī)的聲壓水聽(tīng)器要多，單個(gè)矢量水聽(tīng)器就具有標(biāo)量水聽(tīng)器陣才能提供的空間指向性，即單個(gè)矢量水聽(tīng)器便可進(jìn)行目標(biāo)方位估計(jì)，但標(biāo)量水聽(tīng)器浮標(biāo)(即被動(dòng)全向浮標(biāo))仍以其廉價(jià)性而

8、被大量使用著。．聲納浮標(biāo)必須與機(jī)載電子設(shè)備配套，構(gòu)成浮標(biāo)聲納系統(tǒng)，才能發(fā)揮效用。所謂浮標(biāo)聲吶系統(tǒng)，是由浮標(biāo)聲納本身和機(jī)載導(dǎo)航定位設(shè)備、甚