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| 內容簡介： |
本书以舰船电场探测与跟踪定位应用为研究对象，介绍了舰船电场产生机理，重点分析了腐蚀相关电场、磁性船体运动感应电磁场和尾流感应电磁场的产生机理、数学模型、影响因素及特性:重点阐述了舰船电场探测应用中相关背景干扰电场产生机理及特性、常用的信号处理方法、信号检测方法、跟踪定位原理以及基于舰船电场的跟踪定位方法等内容。
來源：香港大書城megBookStore,http://www.megbook.com.hk
本书可作为高等院校相关专业的研究生教材，还可作为从事水中兵器电场引信设计、海洋电场探测系统设计、电场测量、电磁场跟踪定位等领域科研生产和应用方面的科研人员的参考用书。
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| 關於作者： |
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胡以怀，上海海事大学博士生导师，二级教授，上海船舶智能运维与能效监控工程技术研究中心主任，上海市曙光学者，新世纪百千万人才工程国家级人选。30多年来，在船舶动力装置振动分析、故障诊断、系统仿真和新能源利用方面开展了大量的研究工作。出版《船舶机损事故分析及安全评估》《新能源与船舶节能技术》《轮机系统仿真技术》《现代船舶风帆助航技术》《船舶柴油机振动、噪声及废气排放》、MarineDiesel Engine Propulsion System等教材和专著9部，发表论文220余篇。主持完成中国博士后科学基金、上海市教育发展基金、交通运输部人才基金、上海市科学技术委员会重大科技项目4项，横向科技开发项目66项。获得省部级奖项12项，获批发明专利65项，培养硕士研究生、博士研究生100多人。
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| 目錄：
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目录
第 1 章 舰船电场产生机理及特性分析
1.1 引言
1.2 腐蚀相关静态电场产生机理及特性
1.2.1 腐蚀相关静态电场产生机理
1.2.2 腐蚀相关静态电场特性
1.3 腐蚀相关轴频电场产生机理及特性
1.3.1 腐蚀相关轴频电场产生机理
1.3.2 腐蚀相关轴频电场特性
1.4 运动感应电磁场产生机理及特性
1.4.1 磁性船体运动感应电磁场
1.4.2 金属船体运动感应电磁场
1.4.3 尾流感应电磁场
1.5 小结
参考文献
第 2 章 背景干扰电场产生机理及特性分析
2.1 引言
2.2 海浪感应电场
2.2.1 无限水深海浪感应电磁场数学模型
2.2.2 有限水深海浪感应电磁场数学模型
2.2.3 海浪感应电场特性分析
2.3 探测系统干扰电场
2.3.1 测量系统运动感应电场数学模型
2.3.2 测量系统运动感应电场特性分析
2.3.3 探测平台产生的干扰电场
2.4 实测背景电场特性分析
2.4.1 沉底静止平台背景电场特性分析
2.4.2 运动快艇动态探测背景电场特性分析
2.4.3 实测背景电场信号高斯性分析
2.5 小结
参考文献
第 3 章 舰船电场信号处理方法
3.1 引言
3.2 自适应滤波方法
3.2.1 自适应滤波器的基本原理
3.2.2 典型的自适应滤波算法
3.2.3 算例分析
3.3 基于小波变换的降噪方法
3.3.1 小波变换的基本原理
3.3.2 小波基的选取
3.3.3 舰船电场的小波降噪算法
3.4 AR 模型滤波降噪方法
3.5 小结
参考文献
第 4 章 舰船电场信号检测方法
4.1 引言
4.2 舰船电场的相关性检测方法
4.3 基于滑动功率谱的舰船电场信号检测方法
4.3.1 基于滑动功率谱的舰船静态电场检测
4.3.2 基于滑动功率谱的舰船轴频电场检测
4.4 基于自适应门限的轴频电场谱线检测方法
4.4.1 算法流程
4.4.2 算例分析
4.5 基于 Rao 检测器的轴频电场检测方法
4.5.1 信号模型
4.5.2 噪声模型
4.5.3 Rao 检测器原理
4.5.4 算例分析
4.6 小结
参考文献
第 5 章 舰船电场跟踪定位的滤波方法
5.1 引言
5.2 传感器坐标系下舰船电场跟踪的状态空间模型
5.2.1 舰船电场跟踪的状态方程
5.2.2 舰船电场跟踪的观测方程
5.3 递推贝叶斯估计原理及在目标跟踪中的应用
5.3.1 递推贝叶斯估计原理
5.3.2 目标跟踪中的递推贝叶斯解
5.3.3 递推贝叶斯估计的一般形式
5.4 经典卡尔曼滤波估计原理
5.4.1 线性卡尔曼滤波
5.4.2 经典非线性卡尔曼滤波
5.5 渐进更新扩展卡尔曼滤波估计原理
5.6 几种代表性改进算法
5.7 小结
参考文献
第 6 章 舰船电场跟踪定位模型及实例分析
6.1 引言
6.2 舰船电场跟踪定位模型
6.2.1 舰船电场跟踪的观测模型分析
6.2.2 舰船电场跟踪的模型
6.3 舰船电场目标跟踪算例
6.3.1 基于静态电场的舰船目标跟踪算例
6.3.2 基于电位信号的舰船目标跟踪算例
6.3.3 基于轴频电场的舰船目标跟踪算例
6.4 电场定位精度影响因素分析
6.5 小结
参考文献
第 7 章 舰船电场跟踪中的自适应方法
7.1 引言
7.2 先验缺失条件下的舰船电场跟踪
7.2.1 滤波估计中的静态多模型原理
7.2.2 基于最大似然选择的舰船电场多初值模型
7.2.3 滤波器组多初值参数设定
7.2.4 多初值模型仿真分析
7.3 观测模型的自适应方法
7.3.1 交互作用多模型滤波方程
7.3.2 基于交互多模的舰船电场跟踪算法
7.4 跟踪过程噪声自适应调节
7.4.1 残差统计特性分析
7.4.2 基于卡方（chi-square）检验的过程噪声自适应调节
7.4.3 跟踪过程噪声自适应调节仿真分析
7.5 小结
参考文献
第 8 章 水下装置电场定位方法
8.1 引言
8.2 水下装置电场定位的基本原理
8.3 水下装置电场定位模型
8.3.1 水下静止装置电场定位模型
8.3.2 水下运动装置电场定位模型
8.4 环境噪声及误差对定位精度的影响
8.5 实例分析
8.5.1 静态测量装置定位
8.5.2 动态测量装置定位
8.6 小结
参考文献
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| 內容試閱：
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前言
无论是过去、现在、还是未来，我国的安全威胁都主要来自海上，发展机遇也主要来自海上，特别是近年来国家推出了 “海洋强国” 战略和 “一带一路” 倡议，为了 “挺进深蓝” 筑牢海上长城，更好地认识海洋、开发海洋和利用海洋，我们应对舰船及海洋环境中的各种物理场开展深入的科学研究。
舰船电场携带了丰富的舰船信息，是舰船目标的主要暴露源，是水下目标探测、识别、跟踪定位的重要信号源，长期以来得到各国科研工作者的重视和广泛研究。早在 20 世纪 50 年代，意大利和英国等国家就先后研制出了对电场进行感知的设备，苏联在此期间最早研制出利用潜艇电场信号动作的非触发引信锚雷 KCM；60 年代初，美国和加拿大两国还利用冰山设置电场探测电极，开始对航行于白令海峡的苏联潜艇进行搜索；60 年代中期，苏联又装备了由ПМ水雷改进的УТМ型非触发电场引信深水锚雷和ПМ-2 电场引信反潜锚雷；60 年代末期，苏联开发出一种通过测量舰船水下电磁特性实现对舰船预警功能的系统（Комора电磁封控系统），用来对港湾或海岸的军事要塞实行安全保卫和警戒；70 年代末期，美国在得克萨斯州外的科珀斯克里斯蒂航道内对舰船轴频电磁场进行了测量，成功探测到了距离 1.6km 外的舰船信号；80 年代，美国在远海海域利用电场探测系统成功探测到了距离 10km 外的电流源信号，苏联 VNIIOFI 研究院研制出了 Anagram 水下预警系统用于探测、跟踪潜艇和舰船信号；90 年代，美国将电磁探测列为继声场探测之后又一优先发展的探测技术；目前，俄罗斯 MDM-6、西班牙 MINEA、意大利 ASTERIA 等非触发水雷均安装了电场引信，除了应用于水雷之外，电场还被探测浮标和水下远程预警探测阵列用于探测潜艇。
我国自 20 世纪 80 年代开始研究舰船电场，经过多年的研究积累，在舰船电场的产生机理、数学建模和隐身方面取得了长足的发展，作者团队在国内外资料分析的基础上，结合自身 30 余年的研究成果于 2020 年撰写了第一部专著《舰船电场及其应用》，重点对舰船电场的产生机理、数学建模、隐身技术进行了系统梳理，得到了国内同行的认可和好评。《舰船电场及其应用》注重的是完整性和系统性，对舰船电场探测、跟踪定位相关的理论方法和原理并未深
舰船电场探测与跟踪定位原理
入展开，基于此，作者结合自身和团队多年以来在舰船电场探测和跟踪定位方面的研究成果撰写此书，以供同行参考。
全书共分为 8 章：第 1 章舰船电场产生机理及特性分析，介绍舰船腐蚀相关静态电场、腐蚀相关轴频电场、运动感应电磁场等电场的产生机理、数学模型和基本特性及影响因素；第 2 章背景干扰电场产生机理及特性分析，介绍舰船电场测量及探测过程中海浪感应电场、探测系统干扰电场、平台自身干扰电磁场等背景干扰电场的产生机理、数学模型和基本特性，并给出了不同测量平台的实测背景电场；第 3 章舰船电场信号处理方法，介绍舰船电场信号处理中常用的自适应滤波、小波变换、AR 模型滤波等噪声抑制信号处理方法；第 4 章舰船电场信号检测方法，介绍舰船静态电场、轴频电场信号检测的基本方法和步骤；第 5 章舰船电场跟踪定位的滤波方法，介绍递推贝叶斯、经典卡尔曼滤波、渐进更新扩展卡尔曼滤波等滤波估计方法的基本原理；第 6 章舰船电场跟踪定位模型及实例分析，介绍舰船电场跟踪定位模型，基于舰船静态电场、电位信号和轴频电场的舰船目标跟踪算例；第 7 章舰船电场跟踪中的自适应方法，介绍检测电场跟踪定位过程中初值不确定、观测模型自适应、过程噪声自适应调节等处理方法；第 8 章水下装置电场定位方法，介绍利用电场实现水下测量装置的定位方法。
本书第 1 章由姜润翔、张伽伟编写，第 2 章由刘瑞杰、张伽伟编写，第 3 章由张伽伟编写，第 4 章由张伽伟、孙强编写，第 5 章由张伽伟、姜润翔、刘瑞杰编写，第 6 章由张伽伟、陈新刚编写，第 7 章由张伽伟、张宏欣编写，第 8 章由陈新刚、张伽伟编写。全书由张伽伟统稿和定稿。
因作者学术水平和对技术问题认识深度有限，本书难免存在缺陷和不足，敬请读者批评指正。
作者
2025 年 5 月
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