具体描述
《鱼雷系统工程原理与方法》系统地论述了鱼雷系统工程的基本原理、方法及数学模型，提供了大量的设计资料和设计实例，充分反映了国内外该学科领域的最新研究成果，代表了鱼雷系统工程发展中重要的技术突破，如鱼雷指标体系、鱼雷系统可靠性模糊分配方法、鱼雷系统可靠性试验与评估、鱼雷寿命周期费用、鱼雷系统研制风险评估、声自导鱼雷齐射作战效能、火箭助飞鱼雷作战效能等。内容阐述循序渐进，由浅入深，理论联系实际，具有较强的系统性和逻辑性。
《鱼雷系统工程原理与方法》除作为兵器科学与技术、船舶与海洋工程、机械电子工程等学科专业研究生教材外，还可作为航空、航天、船舶、机电工程等领域工程技术人员的参考书，以及普及系统工程教育的参考教材。
潜艇战术与声纳系统：水下信息获取与目标追踪的工程实践 本书导言： 在海洋深处，信息就是生命，态势感知能力决定着每一次交锋的胜负。现代海战，尤其是潜艇作战，已经从单纯的火力比拼，转向了对复杂水声环境的精细理解与高效利用。本书《潜艇战术与声纳系统：水下信息获取与目标追踪的工程实践》旨在深入探讨现代潜艇作战体系中的核心技术——声纳系统，并结合实战需求，阐述如何将这些尖端技术转化为有效的战术行动。本书立足于工程实践，聚焦于水下声学信号的采集、处理、分析以及目标识别与跟踪的全过程，为水下作战规划、系统设计与操作人员提供一套全面且深入的技术蓝图。 --- 第一部分：水下声学环境的物理基础与建模 理解潜艇作战的战场，首先必须掌握海洋声学的基本原理。本部分将详尽阐述水下声波传播的独特物理机制，这是所有水下信息获取系统的基石。 第一章：海洋声学特性与传播介质 我们将从流体动力学和波动光学的基础出发，系统梳理声波在海水中的传播规律。重点分析温度、深度（压力）和盐度这三大因素如何共同决定声速剖面（Sound Velocity Profile, SVP）。通过对不同SVP下的折射效应（如中性传播、声道传播、浅海混合层传播）的详细数学描述和图形化展示，揭示声波在复杂海洋结构中路径弯曲的内在机理。此外，书中还将探讨海面和海底对声波的影响——包括海面粗糙度对反射和散射的影响，以及海底的声学特性（如底质、倾角）如何决定多路径传播和背景噪声的特性。 第二章：水下噪声源分析与环境背景 任何有效的探测系统都必须克服环境噪声的干扰。本章将对水下噪声源进行分类和量化分析。自然噪声源（如海浪、风暴、生物噪声）的频谱特性和统计模型将被深入探讨。同时，对人造噪声源（如商船、舰艇、海洋工程活动）的辐射噪声特性进行详细建模，特别关注低频和甚低频段的噪声特征。书中将介绍如何建立包含环境噪声在内的海洋声学背景模型，为后续的信号检测和系统性能评估提供基准。 --- 第二部分：被动式与主动式声纳系统工程 声纳系统是潜艇的“眼睛”和“耳朵”。本部分将从系统设计的角度，剖析被动声纳与主动声纳的核心技术、信号处理流程及其在实际应用中的工程挑战。 第三章：被动声纳信号处理与特征提取 被动声纳的核心在于“听”和“判”。本章详细介绍了水听器阵列的原理、布置优化及其对接收信号的空间聚焦能力。信号处理流程将聚焦于降噪、目标特征提取和识别。我们将深入探讨傅里叶变换、短时傅里叶变换（STFT）以及更高阶的谱分析技术（如Capon、MUSIC算法）在潜艇特征频率（如螺旋桨噪声、机械噪声）识别中的应用。书中将详细阐述如何利用特征向量分析和机器学习方法，对远距离、低信噪比的目标辐射噪声进行高可靠性的分类和身份识别。 第四章：主动声纳工作原理与目标回波分析 主动声纳通过发射声波脉冲并分析目标回波来确定距离、方位和速度。本章将系统阐述脉冲压缩技术（如Chirp信号设计和匹配滤波）在提高主动声纳信噪比中的关键作用。重点分析多普勒效应在目标速度测量中的应用，并讨论如何通过合成孔径声纳（Synthetic Aperture Sonar, SAS）技术来实现高分辨率成像。书中还将讨论主动声纳在复杂海况下（如散射、混响抑制）所面临的工程难题，以及相应的信号处理对策。 第五章：阵列信号处理与波束形成技术 无论是被动还是主动系统，阵列是实现空间分辨能力的关键。本章将深入讲解阵列理论，包括均匀线阵、平面阵的导向矢量计算。重点阐述经典波束形成技术（如等权重、旁瓣对消）与自适应波束形成技术（如MVDR、LCMV）的数学原理和工程实现。特别关注如何利用自适应算法有效抑制强干扰源（如友舰辐射噪声、海面杂波）对目标探测的影响，从而提高系统的有效探测距离和抗干扰能力。 --- 第三部分：水下目标追踪、融合与战术应用 单靠声纳数据无法形成完整的战术图景。本部分将重点讨论如何将声纳探测数据转化为实时的、可执行的战术信息。 第六章：目标运动分析（Target Motion Analysis, TMA） TMA是潜艇交战的核心环节。本章将从经典解析法出发，详细推导并分析基于单站或多站（交叉定位）的航向、航速估计方法。重点解析如何利用连续观测的方位或距离变化率，结合海洋声学环境模型进行滤波和状态估计。此外，书中将介绍基于卡尔曼滤波和扩展卡尔曼滤波（EKF）的现代TMA技术，以处理非线性观测和不确定性环境下的目标轨迹预测。 第七章：多传感器信息融合与态势感知 现代潜艇的探测能力是多源异构的集成。本章将探讨如何将声纳（被动/主动）、雷达（在水面）、磁力仪以及电子支援措施（ESM）的数据进行有效融合。重点介绍信息融合的层次结构（特征级、元素级、决策级），并详细介绍贝叶斯网络和概率假设网络在处理异构数据不确定性方面的应用。目标是构建一个高可靠性的、实时的水下态势感知（Situational Awareness, SA）系统。 第八章：潜艇交战规则与战术决策支持 本章将理论与实践相结合，探讨如何将先进的声纳和追踪技术应用于实际的作战场景。内容包括：攻击决策流程（从侦察、接敌、跟踪到火力解算的全过程）、探测包络线（Detection Envelope）的实时绘制与评估、反潜战（ASW）中的干扰与欺骗技术。书中将模拟不同的作战想定，演示如何利用系统提供的工程数据和分析结果，制定出最优的规避、拦截或攻击战术方案。 --- 结语：未来展望 本书最后将对水下信息技术的发展趋势进行展望，包括量子声纳、非线性海洋声学探测技术，以及水下自主机器人（UUVs）在水下信息网络中的应用，为读者描绘未来海洋信息获取的前沿图景。 目标读者： 本书适用于海军工程、海洋工程、电子信息工程、声学工程等专业的本科高年级学生和研究生，以及从事水下武器系统研发、声纳系统设计、水下作战规划与指挥的专业技术人员。阅读本书要求具备扎实的微积分、线性代数和基础信号处理知识。
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