船舶水下電場的預(yù)測方法*

譚 浩，陳 聰，蔣治國

(海軍工程大學(xué) 理學(xué)院 應(yīng)用物理系， 湖北 武漢 430033)

船舶水下電場的預(yù)測方法*

譚 浩，陳 聰，蔣治國

(海軍工程大學(xué) 理學(xué)院 應(yīng)用物理系， 湖北 武漢 430033)

為了實現(xiàn)對船舶水下電場信號目標(biāo)特征的控制，提出一種信號預(yù)測的方法。對測得的信號進(jìn)行小波分解并分別在靜電場和軸頻電場頻段進(jìn)行重構(gòu)。對高頻的軸頻電場信號構(gòu)建自回歸預(yù)測模型，對低頻的靜電場信號以灰色GM(1，1)模型進(jìn)行擬合。將預(yù)測結(jié)果進(jìn)行疊加得到對下一時刻電場信號的預(yù)測值。實測數(shù)據(jù)對該方法的檢驗結(jié)果表明：用該方法對船舶水下電場進(jìn)行預(yù)測，電場的預(yù)測誤差在原信號幅值的20%以內(nèi)。

水下電場；預(yù)測模型；小波分解；灰色GM(1，1)模型；自回歸模型

船舶在海水中的腐蝕過程會產(chǎn)生電流，為了抑制船體腐蝕，船身普遍安裝有陰極保護(hù)系統(tǒng)。不過抑制腐蝕的過程，也伴隨著防腐電流的輸出，因此，船體在其海水周圍會產(chǎn)生靜電場，由于海水?dāng)_動和電器設(shè)備穩(wěn)定性等因素的影響，靜電場會在0.1 Hz的頻率左右波動。與此同時，腐蝕與防腐電流會經(jīng)海水從船殼(鐵質(zhì))流向螺旋槳(銅質(zhì))，并通過軸承、密封和機(jī)械線路從螺旋槳返回到船殼形成電流回路，該回路的電阻會隨著螺旋槳軸承的旋轉(zhuǎn)而發(fā)生周期變化，從而使海水中的電流受到調(diào)制。這些時變電流會以轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動頻率為基頻，以諧波的形式由船體向外傳播，從而產(chǎn)生基頻與螺旋槳轉(zhuǎn)動頻率一致的軸頻電場(1～7 Hz)。靜電場和軸頻電場都是船舶水下重要的目標(biāo)特征信號源[1]。……