基于動(dòng)磁測(cè)量與BFGS法求解的魚雷近場(chǎng)定位算法

李 偉，李 斌2，鄧 鵬，許 政

(1.海軍潛艇學(xué)院 戰(zhàn)略導(dǎo)彈與水中兵器系，山東 青島 266100； 2.西北工業(yè)大學(xué) 航海學(xué)院，陜西 西安 710000)

隨著海洋科學(xué)及水中兵器的不斷發(fā)展，水下目標(biāo)定位領(lǐng)域越來越受到人們的重視，在水下無人潛航器的探測(cè)、海洋勘探、水中兵器試驗(yàn)與靶場(chǎng)建設(shè)方面有重要意義。利用水下定位技術(shù)，可判斷我艦附近有無敵偵查兵力；可試驗(yàn)新研發(fā)水中兵器自導(dǎo)能力，測(cè)量其全彈道軌跡及脫靶量，為武器的成功研制與定型提供助力；可使武器試驗(yàn)靶場(chǎng)有更全面的手段測(cè)試武器性能等重要作用。

利用水聲手段可定位水下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)前、中段的航跡，在目標(biāo)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)量上更有優(yōu)勢(shì)，有超短基線測(cè)量系統(tǒng)，短基線測(cè)量系統(tǒng)，長基線測(cè)量系統(tǒng)等，配合以衛(wèi)星定位，可以實(shí)現(xiàn)精度較高的水下定位[1-3]。這些測(cè)量系統(tǒng)組件龐大，需要在特定海域海底鋪設(shè)水聲應(yīng)答器，在水面測(cè)量艦船底部安裝換能器，在水下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)上面安裝水聲收發(fā)器，限制了試驗(yàn)海區(qū)與特定的水下目標(biāo)，使得系統(tǒng)建造與維護(hù)成本巨大。水下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)近場(chǎng)測(cè)量時(shí)，例如武器過靶彈道及脫靶量測(cè)量，水聲定位方法不能滿足其要求，測(cè)量精度會(huì)急速降低，這是因?yàn)樗媾炌Ц浇晥?chǎng)環(huán)境復(fù)雜，艦船噪音、環(huán)境噪音與海洋混響為水聲定位帶來困難，使該方法難以測(cè)量武器末彈道與脫靶量信息，這為靶場(chǎng)建設(shè)、全彈道測(cè)量與新武器研發(fā)帶來困難[4-5]。

在測(cè)量距離遠(yuǎn)大于目標(biāo)形體尺寸時(shí)，可將目標(biāo)看作磁偶極子模型，利用測(cè)得的三分量磁場(chǎng)強(qiáng)度值可反演出目標(biāo)的位置實(shí)現(xiàn)定位。……