[发明专利]一种低频声呐阵阻抗特性校准方法

摘要

一种低频声呐阵阻抗特性校准方法，属于大型平面发射阵阻抗特性近场声全息测量方法的研究技术领域，其技术要点是：进行低频声呐阵阻抗特性校准软件架构设计；测量系统一致性校准功能模块开发；进行平面声呐阵阻抗特性近场声全息法校准测量试验。本发明可根据水声监听船主动声呐设备声特性校准的需求，有针对性地开展平面声呐阵阻抗特性近场声全息法校准基本原理研究、近场声全息法校准方案设计、低频声呐阵阻抗特性校准软件开发以及近场声全息法校准测量试验的相关研究工作，以提升低频发射换能器校准系统的校准能力，解决低频声呐阵阻抗特性的评价问题，可利于对水声声呐为低频的船舶进行监听，提高船舶低频声呐监听结果的准确性。

主权项

1.一种低频声呐阵阻抗特性校准方法，其特征在于，包括以下步骤：a、进行低频声呐阵阻抗特性校准软件开发：a1、首先进行低频声呐阵阻抗特性校准软件架构设计基于平面声呐阵阻抗特性近场声全息法校准原理模型，进行软件架构和人机交互界面设计，软件需要完成以下功能：校准过程中的各种参数设置；控制仪器仪表设备的正常工作；完成各种算法运算；校准结果的打印输出以及校准结果的保存等，最终开发的低频声呐阵阻抗特性校准软件包含测量系统一致性校准功能模块、声呐阵阻抗特性校准功能模块、试验仪器设备控制模块，文件输出模块等；a2、测量系统一致性校准功能模块开发结合近场声全息法校准测量系统的一致性校准基本原理，采用C++软件进行校准功能模块开发，并编译形成可执行文件，通过界面调用该可执行文件，基于一致性校准测量参数，实现近场声全息法测量系统各通道间的一致性校准，并存储一致性校准结果；a3、声呐阵阻抗特性校准功能模块开发结合平面声呐阵阻抗特性近场声全息法校准基本原理，采用C++软件进行声呐阵阻抗特性校准功能模块开发，并编译形成可执行文件，通过界面调用该可执行文件，读取各通道间一致性校准结果，对各通道采集数据进行预处理，进行预处理结果存储，利用预处理数据进行声呐阵阻抗特性计算分析，并存储结果；a4、试验仪器设备控制模块开发利用VS平台，编写各试验仪器的控制程序，进行参数设置与工作状态控制，实现平面声呐阵阻抗特性近场声全息法一体化校准功能；a5、计算结果展示模块开发计算结果展示模块将利用三维图形软件与开发工具相结合，进行VS界面下的编程，用以展示结果文件，以及生成结果文件渲染，并利用鼠标或键盘消息实现信息交互，通过调用测量系统一致性校准结果、各测量通道采集数据预处理结果以及声呐阵阻抗特性校准结果等数据文件，实现计算结果的实时显示；b、本实施例中还需进行平面声呐阵阻抗特性近场声全息法校准测量试验b1、系统集成和联调对所建立的多通道测量系统及测量系统的一致性校准系统在进行系统联调试验，包括发射系统及接收系统；b2、多通道测量系统的一致性校准与修正采取易地式耦合腔互易校准方法，对多通道测量系统通道间的幅度和相位的一致性进行校准，并对所有水听器进行配对，组成16对双水听器探头；当所有水听器组装为声全息测量基阵后，针对整体的测量环境，利用非线性最小二乘估计法对全息扫描阵的相位一致性进行校准；b3、平面声呐阵阻抗特性近场声全息法校准试验基本方案通过对平面声呐阵阻抗特性近场声全息法校准的基本原理研究，综合分析解析仿真结果与数值仿真结果，设计实际声全息校准测量试验；b4、试验前准备工作；b5、平面声呐阵阻抗特性近场声全息测量方法；B6、测量不确定度分析在每个工况下，进行多次测量试验，利用多次重复测量的数据，对系统进行不确定度评定，系统的不确定度分为A类不确定度和B类不确定度，A类不确定度：选用极差法对A类不确定度进行计算评估：其中，uA：A类不确定度分量；s(x)：试验标准偏差；xmax：多次测量试验数据的最大值；xmin：多次测量试验数据的最小值，C：极差系数，B：类不确定度，uB：通过对实际测量环境、测量仪器仪表、水听器灵敏度偏差、测量方法等的综合分析获得，合成不确定度：扩展不确定度：U＝k×uC(本试验中取k＝2)。