研究了提高水下目标定位精度的一种误差修正方法-声线折射修正方法.首先根据水下声线传播环境和声速变化规律建立了海水的折射率球面分层模型.然后基于Snell定理,利用射线描迹方法得到从声源到水下目标的声线传播轨迹,从而建立声线的真实传播距离和角度模型.经与声纳测量系统的测量参数比对,建立了水下目标定位中的声线折射误差修正模型.根据实测的海水声速剖面,利用折射率球面分层模型和声线折射修正模型进行了水下目标定位的数值计算.实验证实,采用声线折射修正方法可以有效地提高水下目标的定位精度.

对水下静态小目标的声纳回波信号进行了仿真研究。针对水下静态小目标中典型的圆柱壳体加球冠形头部的结构,建立了该类目标声纳回波信号的亮点模型,以及声纳系统走航探测时的动态数据模型。在计算仿真数据时,将模型化的目标回波数据与真实的水声背景混响数据相融合,更真实的模拟实际情况。通过与湖海试实验结果的对比,该模型仿真效果良好,可以为声纳信号处理、水下目标识别等方面的研究提供支持。

通过对水下目标亮点回波信号特性的分析,建立水下目标多亮点回波模型。据此模型提出了一种基于DSP的水下目标模拟器的软硬件设计方法。该水下目标模拟器能对各种目标回波信号的强度、多普勒效应、脉冲展宽等参数进行模拟,能产生应答信号,具有实时性好、动态范围大和人机交互性强等特点,为水声设备的试验与鉴定提供了经济便捷的手段。

为了了解水下目标的运动情况，并能比较准确地进行定位，设计了一种小型水下目标运动轨迹测试系统。系统硬件以DSP和单片机为核心，能够通过接收到水下目标发射的合作声信号，实时准确的解算出水下目标的方位参数，并能在PC机上显示目标的运动曲线。介绍了系统的工作原理、硬件结构和软件设计。实验结果表明系统整体工作性能良好，能够满足工程应用要求。

设计了一种基于DSP和单片机的水下目标运动轨迹测试系统，给出了系统的硬件和软件设计，通过接收被测水下目标产生的合作声信号，根据定位模型，解算出水下目标的方位参数，并在PC机上实时显示目标的运动轨迹。