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基于舰船尾流激光雷达的Monte Carlo模型及方差消减方法研究

梁善勇 王江安 张峰 吴荣华 宗思光 王雨虹 王乐东

基于舰船尾流激光雷达的Monte Carlo模型及方差消减方法研究

梁善勇, 王江安, 张峰, 吴荣华, 宗思光, 王雨虹, 王乐东
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  • 对舰船尾流激光散射机理及探测过程的数值模拟是研究舰船尾流激光探测与制导的重要基础. 首先分析了Monte Carlo方法引入到尾流激光雷达数值模拟领域研究的可行性. 结合自行研制的尾流激光雷达实际参数, 建立了尾流激光探测的Monte Carlo数值仿真模型. 通过对仿真结果进行统计, 深入剖析了仿真结果方差大及光子利用率低等问题的成因. 为解决该问题, 基于有偏采样理论和分裂-轮盘赌基本原理提出了接收光学视场内光子强行碰撞方法和以光子自由程总长度为准则的光子分裂方法, 并进行了两方法的融合. 仿真与实验结果的对比分析表明, 提出的模型仿真结果与实验数据符合较好, 验证了模型的正确性; 提出的接收光学视场内光子强行碰撞方法和光子分裂方法能有效减小方差并提高光子利用率; 解决了Monte Carlo方法引入到尾流激光雷达模拟过程中的适用性问题.
    • 基金项目: 装备预研基金项目(批准号: 9140A26030110JB11)和国家自然科学基金(批准号: 51109217)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-06-11
  • 修回日期:  2012-08-08
  • 刊出日期:  2013-01-05

基于舰船尾流激光雷达的Monte Carlo模型及方差消减方法研究

  • 1. 解放军海军工程大学电子工程学院通信系, 武汉 430033;
  • 2. 中船重工第七一七研究所, 武汉 430033
    基金项目: 

    装备预研基金项目(批准号: 9140A26030110JB11)和国家自然科学基金(批准号: 51109217)资助的课题.

摘要: 对舰船尾流激光散射机理及探测过程的数值模拟是研究舰船尾流激光探测与制导的重要基础. 首先分析了Monte Carlo方法引入到尾流激光雷达数值模拟领域研究的可行性. 结合自行研制的尾流激光雷达实际参数, 建立了尾流激光探测的Monte Carlo数值仿真模型. 通过对仿真结果进行统计, 深入剖析了仿真结果方差大及光子利用率低等问题的成因. 为解决该问题, 基于有偏采样理论和分裂-轮盘赌基本原理提出了接收光学视场内光子强行碰撞方法和以光子自由程总长度为准则的光子分裂方法, 并进行了两方法的融合. 仿真与实验结果的对比分析表明, 提出的模型仿真结果与实验数据符合较好, 验证了模型的正确性; 提出的接收光学视场内光子强行碰撞方法和光子分裂方法能有效减小方差并提高光子利用率; 解决了Monte Carlo方法引入到尾流激光雷达模拟过程中的适用性问题.

English Abstract

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