非通信式噪声干扰方法及系统与流程

1.本发明涉及信号处理领域，尤其涉及一种非通信式噪声干扰方法及系统。


背景技术：

2.控制海上航行器在海上航行时向外辐射的噪声能够有效地提升航行器的隐蔽性，从而在现代战争中发挥重要的战略价值。
3.在复杂的海洋环境下，海上航行器在航行过程中时常需要利用不同的工况转换来改变自身的位置和航行方向，而航行器在进行提速、降速等工况转换时产生等噪声却很难降低，此时航行器向四周辐射的噪声很容易被其他声呐设备探测、追踪到，从而暴露自身所处位置，面临遭受军事打击的风险。
4.如何降低海上航行器在航行过程中进行工况转换时产生的噪声被探测到的概率，从而提高航行器的隐蔽性是业界亟需解决的重要课题。


技术实现要素：

5.本发明提供非通信式噪声干扰方法及系统，用以解决现有技术中的海上航行器在进行工况转换时发出的噪声容易被探测到从而导致自身隐蔽性差的缺陷，提高海上航行器在工况转换时的隐蔽性。
6.本发明提供一种非通信式噪声干扰方法，应用于海上航行器，包括：
7.确定在目标时刻进行目标工况转换；设置多个噪声干扰器，使得所述噪声干扰器在所述目标时刻向外发射与所述目标工况转换对应功率谱的干扰噪声；向海域的多个不同位置分别投放所述噪声干扰器，使得多个所述噪声干扰器在海域上呈分布式部署。
8.根据本发明提供的一种非通信式噪声干扰方法，所述方法还包括：
9.向所述噪声干扰器输入所述目标时刻，并设置所述噪声干扰器在所述目标时刻执行向外发射与所述目标工况转换对应功率谱的干扰噪声的动作；或基于投放所述噪声干扰器的当前时刻以及所述目标时刻所确定的延时时长，并设置所述噪声干扰器经过所述延时时长后执行向外发射与所述目标工况转换对应功率谱的干扰噪声的动作；其中，多个所述噪声干扰器对应的延时时长互不相同。
10.各所述噪声干扰器内均存储有噪声功率谱库，所述噪声功率谱库包括多种工况转换所分别对应的噪声功率谱。
11.在多个时间段，利用噪声测量仪持续监测多种工况转换对应的时序信号；对多个时序信号分别进行功率谱分析，得到所述多种工况转换的噪声功率谱；基于多个噪声功率谱建立所述噪声功率谱库。
12.所述噪声干扰器包括噪声发生装置、蓄电池与控制器；其中：所述控制器用于控制噪声干扰器在每个所述工况转换对应的目标时刻启动；所述蓄电池用于提供电能；所述噪声发生装置存储所述噪声功率谱库。
13.本发明还提供一种非通信式噪声干扰系统，应用于海上航行器，包括：
14.海上航行器以及多个噪声干扰器；其中，所述海上航行器用于确定在目标时刻进行目标工况转换；所述噪声干扰器用于在所述目标时刻向外发射与所述目标工况转换对应功率谱的干扰噪声；所述多个噪声干扰器，在所述目标时刻之前被依次投放在海域的多个不同位置，使得多个所述噪声干扰器在海域上呈分布式部署。
15.根据本发明提供的一种非通信式噪声干扰系统，所述系统还包括：
16.各所述噪声干扰器内均存储有噪声功率谱库，所述噪声功率谱库包括多种工况转换所分别对应的噪声功率谱。
17.所述噪声干扰器包括噪声发生装置、蓄电池与控制器；其中：所述控制器用于控制噪声干扰器在每个所述工况转换对应的目标时刻启动；所述蓄电池用于提供电能；所述噪声发生装置存储所述噪声功率谱库。
18.本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述非通信式噪声干扰方法的步骤。
19.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述非通信式噪声干扰方法的步骤。
20.本发明提供的一种非通信式噪声干扰方法及系统，先确定目标时刻对应的目标工况转换，然后设置多个噪声干扰器在所述目标时刻时向外发射与所述目标工况转换发出噪声对应功率谱的干扰噪声，最后将所述多个噪声干扰器投放到海域的不同位置呈分布式部署；当海上航行器在目标时刻进行对应的工况转换时，所述多个噪声干扰器同时启动并发射与所述工况转换发出噪声功率相同的干扰噪声，而使声呐设备不容易根据探测到的噪声识别出海上航行器的具体位置，以此提高海上航行器的隐蔽性。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本发明实施例提供的非通信式噪声干扰方法的流程示意图；
23.图2是本发明实施例提供的非通信式噪声干扰系统的结构示意图；
24.图3是本发明实施例提供的噪声干扰器的结构示意图；
25.图4是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
26.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.下面结合图1描述本发明实施例提供的非通信式噪声干扰方法，应用于海上航行器，包括：
28.步骤101、确定在目标时刻进行目标工况转换。
29.步骤102、设置多个噪声干扰器，使得所述噪声干扰器在所述目标时刻向外发射与所述目标工况转换对应功率谱的干扰噪声。
30.步骤103、向海域的多个不同位置分别投放所述噪声干扰器，使得多个所述噪声干扰器在海域上呈分布式部署。
31.可以理解的是，为了使海上航行器在进行目标工况转换时发出的噪声不容易被其他的声呐设备识别到，需要在进行目标工况转换之前，先确定对应工况转换的目标时刻td，然后提前设置多个噪声干扰器在td时刻启动并发射与td时刻进行工况转换的对应噪声功率谱的干扰噪声，待设置完成后将多个噪声干扰器投放在海域上呈分布式部署，以此扩大噪声源的范围；当海上航行器在td时刻时进行对应的工况转换时，多个噪声干扰器同时发射与当前工况转换发出噪声的功率谱相同的干扰噪声。
32.本实施例所述方法能够在海上航行器进行不同的工况转换时，使附近海域的声呐设备探测多个功率相同、位置不同的噪声，则附近海域的声呐设备不容易根据探测到的噪声识别出海上航行器的具体位置，以此提高海上航行器在工况转换时的隐蔽性。
33.可选的，向所述噪声干扰器输入所述目标时刻，并设置所述噪声干扰器在所述目标时刻执行向外发射与所述目标工况转换对应功率谱的干扰噪声的动作；或基于投放所述噪声干扰器的当前时刻以及所述目标时刻所确定的延时时长，并设置所述噪声干扰器经过所述延时时长后执行向外发射与所述目标工况转换对应功率谱的干扰噪声的动作；其中，多个所述噪声干扰器对应的延时时长互不相同。
34.可以理解的是，为了保证在海上航行器在目标时刻td进行目标工况转换，同时海域的多个噪声干扰器能够被启动而发射与所述目标工况转换对应功率谱的干扰噪声，需要在提前设置航行器在td时刻定时启动。在td时刻之前，一方面，若多个噪声干扰器同时被投放到海域中的不同位置时，需要对每个噪声干扰器设置td时刻自动启动；具体地，例如某舰船在12时发现异常目标，准备在12时03分进行提速操作离开原位置，则在12时03分之前，需要先准备若干个噪声干扰器，这些噪声干扰器能够发射与舰船在提速时发出噪声功率谱相同的干扰噪声，并设置噪声干扰器在12时03分定时启动，然后将若干个设置完成的噪声干扰器同时投放至海域中呈分布式部署；舰船在12时03分进行提速操作时，提前投放在海域中的若干个噪声干扰器同时发射与所述提速操作对应功率谱的干扰噪声从而对舰船的提速过程进行噪声掩护。
35.另一方面，若多个噪声干扰器按照先后顺序依次被投放到海域中的不同位置时，需要确定每个噪声干扰器的当前投放时刻与td时刻的时间差，其中每个噪声干扰器对应的时间差均不相同，具体来说是第一个被投放的噪声干扰器的对应时间差最大，最后一个被投放的噪声干扰器对应的时间差最小；设置每个噪声干扰器从开始投放到经过对应时间差后被启动，从而向外发射与所述目标工况转换对应功率谱的干扰噪声。例如舰船在12时发现异常目标，准备在12时03分进行提速操作离开原位置，在准备好待投放的噪声干扰器后，将所述噪声干扰器按照先后顺序投放到海域中的不同位置；若第一个待投放的噪声干扰器在12时01分投放在海域中，则设置该噪声干扰器经过120秒后自动启动，并发射与提速操作对应功率谱的干扰噪声，若第二个噪声干扰器在12时01分30秒开始投放，则设置该噪声干扰器经过90秒后自动启动，并发射与上述提速操作对应功率谱的干扰噪声，以此类推，若最
后一个待投放的噪声干扰器在12时02分15秒开始投放，则设置该噪声干扰器经过45秒后自动启动，并发射与上述提速操作对应功率谱的干扰噪声，需要说明的是，最后一个待投放的噪声干扰器投放到海域中的时刻必须在12时03分之前；舰船在12时03分进行提速操作时，提前投放在海域中的若干个噪声干扰器同时发射与所述提速操作对应功率谱的干扰噪声从而对舰船的提速过程进行噪声掩护。
36.本实施例中所述方法能够保证航行器在td时刻进行目标工况转换的同时，多个噪声干扰器能够发射与目标工况转换发出噪声功率谱相同的干扰噪声，从而对每个目标工况转换从开始到结束的整个过程进行全面的噪声掩护，使附近海域内的声呐设备不能正确识别航行器在工况转换时的移动位置，提高了航行器在航行时的隐蔽性。
37.可选的，各所述噪声干扰器内均存储有噪声功率谱库，所述噪声功率谱库包括多种工况转换所分别对应的噪声功率谱。
38.可以理解的是，为了使噪声干扰器能发射与当前工况转换时发出噪声对应功率谱的噪声，需要在上述td时刻之前，先在每个噪声干扰器内存储一个包含航行器在不同工况转换时发出噪声对应功率谱的噪声功率谱库，然后设置噪声干扰器在td时刻自动启动，并发射在噪声功率谱库中与当前工况转换对应功率谱的干扰噪声。
39.本实施例中所述方法能够保证航行器在当前工况转换时发出的噪声与多个噪声干扰器发出噪声的功率保持一致，从而使附近海域内的声呐设备不能根据探测到的噪声功率辨识海上航行器的具体位置，从而提高海上航行器的隐蔽性。
40.可选的，在多个时间段，利用噪声测量仪持续监测多种工况转换对应的时序信号；对多个时序信号分别进行功率谱分析，得到所述多种工况转换的噪声功率谱；基于多个噪声功率谱建立所述噪声功率谱库。
41.可以理解的是，为了获取航行器在k种工况转换时向外发射噪声对应的噪声功率谱，k＝1,2,3，
…
，在多个ta～tb时间段内，利用噪声测量仪持续监测k种工况转换对应的时序信号v1(t)、v2(t)...vk(t)，并利用matlab、labview或者origin等频谱分析软件分别对上述时序信号进行功率谱分析，具体步骤如下：
42.步骤一：在一个ta～tb时间段内，噪声测量仪采集的时序信号v1(t)、v2(t)...vk(t)各有m个数据，m为大于1的自然数，分别为：
[0043]v1
(m)＝[v
11
(ta)、v
12
(ta)...v
1m
(tb)]；
[0044]v2
(m)＝[v
21
(ta)、v
22
(ta)...v
2m
(tb)]；
[0045]
...
[0046]vk
(m)＝[v
k1
(ta)、v
k2
(ta)...v
km
(ta)]。
[0047]
利用软件对k种工况转换时噪声测量仪采集的时序信号v1(t)、v2(t)...vk(t)分别进行频谱分析，将采集到的时序信号频率域均分为(p-1)份后形成各工况转换在时间ta～tb的噪声功率谱：
[0048]
x1(ta～tb)＝[x1(f1)、x1(f2)...x1(f
p
)]；
[0049]
x2(ta～tb)＝[x2(f1)、x2(f2)...x2(f
p
)]；
[0050]
...
[0051]
xk(ta～tb)＝[xk(f1)、xk(f2)...x k
(f
p
)]。
[0052]
其中，其中，
[0053]
步骤二：针对每个ta～tb时间段进行上述分析，得到各工况转换噪声在多个ta～tb时间段内的频谱，分别通过平均化处理得到k种工况转换的噪声功率谱x1′
(ta～tb)、x2′
(ta～tb)...xk′
(ta～tb)，其中：
[0054]
x1′
(ta～tb)＝[x1′
(f1)、x1′
(f2)...x1′
(f
p
)]；
[0055]
x2′
(ta～tb)＝[x2′
(f1)、x2′
(f2)...x2′
(f
p
)]；
[0056]
...
[0057]
xk′
(ta～tb)＝[xk′
(f1)、xk′
(f2)...xk′
(f
p
)]。
[0058]
步骤三：将舰船k种工况转换的噪声功率谱输入数据库，形成舰船工况转换的噪声功率谱库。
[0059]
本实施例中所述方法将航行器在不同工况转换时发出噪声的功率谱构建了一个功率谱库，以便后续将功率谱库存储在每个噪声干扰器中使噪声干扰器生成与当前工况转换对应功率谱的干扰噪声。
[0060]
可选的，所述噪声干扰器包括噪声发生装置、蓄电池与控制器；其中：所述控制器用于控制噪声干扰器在每个所述工况转换对应的目标时刻启动；所述蓄电池用于提供电能；所述噪声发生装置存储所述噪声功率谱库。
[0061]
可以理解的是，对于每个噪声干扰器，需要设置一个控制器来控制噪声干扰器在对应目标时刻定时启动；需要设置噪声发生装置，用于储存噪声功率谱库，以便噪声干扰器能够发射在噪声功率谱库中与当前工况转换对应功率谱的干扰噪声；还需要设置一个蓄电池，用于对噪声干扰器提供电能。
[0062]
本实施例中所述方法能够使每个噪声干扰器都能在当前目标转换的对应时刻自动启动，并发射与当前工况转换对应功率谱的干扰噪声。
[0063]
下面结合图2对本发明实施例提供的一种非通信式噪声干扰系统进行描述，下文描述的一种非通信式噪声干扰系统与上文描述的非通信式噪声干扰方法可相互对应参照。
[0064]
本发明提供的一种非通信式噪声干扰系统，包括：
[0065]
海上航行器以及多个噪声干扰器；其中，所述海上航行器用于确定在目标时刻进行目标工况转换；所述噪声干扰器用于在所述目标时刻向外发射与所述目标工况转换对应功率谱的干扰噪声；所述多个噪声干扰器，在所述目标时刻之前被依次投放在海域的多个不同位置，使得多个所述噪声干扰器在海域上呈分布式部署。
[0066]
可选的，各所述噪声干扰器内均存储有噪声功率谱库，所述噪声功率谱库包括多种工况转换所分别对应的噪声功率谱。
[0067]
可选的，每个噪声干扰器的结构示意图如图3所示。图3所示噪声干扰器包括噪声发生装置、蓄电池与控制器；其中：所述控制器用于控制噪声干扰器在每个所述工况转换对应的目标时刻启动；所述蓄电池用于提供电能；所述噪声发生装置存储所述噪声功率谱库。
[0068]
本实施例提供的非通信式噪声干扰系统先获取海上航行器201进行不同工况转换
时向外发出噪声的对应噪声功率谱，构成噪声功率谱库，并将噪声功率谱库存储在m个噪声干扰器202中，m为自然数；然后确定海上航行器在目标时刻进行对应的目标工况转换，在目标时刻之前，设置m个噪声干扰器202在目标时刻定时启动，并将m个噪声干扰器投放海中，若m为大于1的自然数时，将m个噪声干扰器投放在海中的不同位置呈分布式部署；当海上航行器201在目标时刻进行目标工况转换时，m个噪声干扰器同时启动并发射与目标工况转换对应功率谱的干扰噪声；对每个噪声干扰器202来说，由其控制器303控制噪声干扰器在对应目标时刻定时启动，由其噪声发生装置301发射与当前工况转换对应功率谱的干扰噪声，由其蓄电池302提供干扰器运作时所需电能；另外，本实施例是将放置在海上航行器201的m个噪声干扰器202在目标时刻之前依次投放至海域中呈分布式部署的。本实施例提供的所述系统是利用非通信式方法控制m个噪声干扰器202同时发射与当前工况转换发出噪声的功率谱相同的干扰噪声，这样能够使声呐设备不容易根据探测到的噪声识别出海上航行器201的具体位置，提高了海上航行器201在工况转换时的隐蔽性。
[0069]
图4示例了一种电子设备的实体结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)410、通信接口(communications interface)420、存储器(memory)430和通信总线440，其中，处理器410，通信接口420，存储器430通过通信总线440完成相互间的通信。处理器410可以调用存储器430中的逻辑指令，以执行一种非通信式噪声干扰方法，该方法包括：确定进行目标工况转换；向设置在海域上多个不同位置处的噪声干扰器发送启动信号，所述启动信号用于触发各噪声干扰器在所述海上航行器进行目标工况转换时向外发射与所述目标工况转换对应功率谱的干扰噪声。
[0070]
此外，上述的存储器430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0071]
本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的一种非通信式噪声干扰方法，该方法包括：确定进行目标工况转换；向设置在海域上多个不同位置处的噪声干扰器发送启动信号，所述启动信号用于触发各噪声干扰器在所述海上航行器进行目标工况转换时向外发射与所述目标工况转换对应功率谱的干扰噪声。
[0072]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0073]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上
述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0074]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。