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基于VC++和Matlab的交互式主动声呐模拟系统

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  1 引言

  随着计算机技术的飞速发展,越来越多的模拟训练系统已经配套装备部队,这些模拟训练系统可以有效弥补传统训练方式的不足。首先,对操作人员的训练和培训可以不受时间和空间的限制;其次,应用模拟训练系统可以解决实装训练不足的问题,可提供多人次、多场位的训练环境,既节约了大量的训练经费,又大大提高了训练效益,并且能够保证训练安全。

  声呐模拟训练系统是计算机技术、仿真技术与声呐技术相结合的产物,具有很多传统训练方式所不具备的优越性,为声呐的操作和训练提供了全新的手段[1]。而搜索画面作为对声呐数据的直观表述,是各种声呐系统中的重要组成部分,搜索画面模拟的真实程度将直接影响到系统整体的训练性能。

  目前,在声呐搜索画面模拟方面已经有很多研究人员做了大量工作,并取得不少有意义的研究成果。然而,他们多以信号处理机输出的实际信号为基础来进行模拟仿真,这样做的缺点是实现起来需要很多装备,成本较高,移植性不强,训练的灵活性欠佳。笔者所阐述的方法通过建立模型、设置参数、Matlab仿真和VC++6.0绘图的过程来实现,完全基于PC机,方法简单灵活、易于掌握,具有较强的通用性、可扩展性和可移植性。

  实验结果表明,用该方法仿真的主动声呐搜索画面能够很好地模拟实际装备,具有较高的工程应用价值,对其他的模拟仿真系统具有一定的参考价值。

  2 主动声呐模拟系统的总体结构及工作原理[2-3]

  主动声呐模拟系统的总体结构如图1所示。受训人员对操纵台操作产生的参数设置信息被输入到显示器进行显示,这些是通过MFC编程实现的。当受训人员通过操纵台对声呐的工作方式和参数设置后,目标信息数据库中符合要求的目标信息将会被系统随机调用,输入到显示器显示,对应的音频信息也会被系统自动调用。目标信息数据库中的信息相当于经信号处理机处理后的声呐信号,其中的视频信息即对应显示器显示的搜索画面,它是声呐显示器显示的主要信息,是对声呐探测数据的直观表述。

  主动声呐搜索画面仿真的过程为:首先建立水下分机接收到的回波模型;然后设置模型中的参数(即目标参数和环境参数);接着通过Matlab仿真产生一组搜索画面的数据信息,存于***.txt文件中;最后利用VC++6.0将搜索画面绘制于PC机的屏幕上。下面以主动声呐发射单频脉冲信号为例说明该过程。

  3 建立模型[4-5]

  主动声呐工作时,发射机通过水下分机的发射换能器基阵发射声波,声波经目标反射形成回波,回波再被水下分机接收。要想真实地模拟声呐,就必须建立水下分机接收到的目标回波模型,这对整个系统的实现具有至关重要的作用。

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标签: MATLAB
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