基于工频电磁场的水下目标探测技术研究

论文摘要

近年来,水下目标探测技术受到各大军事强国的重视。针对典型的水下航行器、沉船、洞库等水下目标,目前已发展出诸多技术途径,如地球物理磁探测技术、激光探测技术、尾迹探测技术等。典型的地球物理磁探测技术具备全天候、探测范围大、定位精度高等特点,目前国内外已见报道的关于电-磁场水下目标探测的研究主要集中在:分析金属材质在地磁场中所产生的磁异常这一方面。考虑到地磁场可被视为一个恒定场,且不同区域的地磁分布显示差异性,基于地磁的目标探测效能易受环境因素影响,因此迫切需要发展新的高性能电-磁探测手段。迄今为止,世界各地均架设有规模各异的大型输电网络,在网络周围环境中存在稳定的工频电磁波场,其典型波长可达6000km,受海水等环境介质的衰减影响较小。因此,利用工频电磁波场在探测定位水下目标这一方面,将显示特殊价值。本文主要开展基于工频电磁波场探测水下目标的基本方法研究,主要涉及输电网络作用下的水下目标工频电磁波场建模仿真,干扰信号的区分,以及基于不同平台的探测定位方式等内容。本文首先基于麦克斯韦方程和电磁感应关系,分析电磁场在海水媒质中的传播特性以及分布式大型输电网络工频电磁波场产生机理和水下目标在背景场中的电磁异常产生机理。以华东-华中-华南地区输电网络作为电磁辐射源,将水下航行器和沉船作为两种典型水下目标,建立分布式输电网络作用下的水下目标工频电磁场仿真计算模型。经过对仿真数据进行整理和分析,揭示水下目标导致工频电磁信号传播异常的规律属性,论证在电网负载波动和地磁场干扰条件下利用分布式输电网络产生的工频电磁波场探测水下目标的可行性。基于仿真分析,提出适用于空地平台的工频电磁波场探测定位方法。最后,对研究工作做了总结并指出进一步推进研究工作应注意的问题并给出技术发展展望。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 郑嫣然

导师: 张天序

关键词: 水下目标,工频电磁场,输电网络,建模,仿真

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 地质学,地球物理学,矿业工程

单位: 华中科技大学

基金: 创新交叉重点(国库)项目“多重介质中隐伏目标遥感探测识别的理论方法与关键技术”

分类号: P631.2

DOI: 10.27157/d.cnki.ghzku.2019.003057

总页数: 110

文件大小: 5102K

下载量: 128

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