GMSK是目前航空声呐浮标主要使用的数字调频方式。针对查找表(LUT)技术用来替代GMSK数字调制器中复杂的滤波、积分和正余弦函数求解等运算时算法精度不高、资源浪费的问题, 基于GMSK调制信号的研究分析, 改进了高斯预调制信号的数学模型, 推导出关联码元与GMSK各级信号之间的映射关系, 选择优化精简的LUT设计GMSK正交调制方案, 既保证了算法精度, 又使得资源最小化。

激光雷达能够提供高时空分辨率的大气风场数据，为了提高激光雷达在海上浮标等运动平台上的观测精度，开展了基于漂浮式测风激光雷达系统的海气边界层风场反演算法研究。利用自主研发的漂浮式测风激光雷达系统的观测数据，使用浮标平台姿态和径向速度校正方法、速度方位显示（VAD）风场反演方法，以及数据质量控制方法，提高风廓线反演结果的准确性。将同步观测实验结果与风廓线反演结果进行比对验证，结果表明水平风速和风向的比对误差分别为0.3 m/s和2.0°，决定系数分别为0.986和0.996，表明了漂浮式激光雷达风廓线反演算法的准确性。

根据被动浮标阵应召搜潜过程，运用概率论和最优搜潜理论对浮标阵的布放半径进行研究。综合考虑浮标阵应召搜潜时潜艇初始位置、航速和航向等分布的特点，建立了浮标阵发现潜艇概率的数学模型，据此推导出使发现潜艇概率最大的布放半径(称之为改进的布放半径)。建立了反潜直升机布放典型浮标阵的搜潜模型，根据搜潜模型利用蒙特卡罗对搜潜效能进行仿真分析。结果表明: 利用数学模型计算得到的发现潜艇概率与通过蒙特卡罗仿真得到的发现潜艇概率基本一致; 与利用经典的布放半径布放浮标阵相比，利用改进的布放半径布放浮标阵能提高发现潜艇概率，且所需浮标数量少。

针对多层包围阵应召搜索方法中搜索兵力如何运用与部署的问题, 将“布阵—听阵—布听阵关系”综合一体考虑, 提出了应召搜索可控最大包围阵的概念, 构建了可控最大包围阵参数确定模型; 建立了反潜巡逻机待战空域/机场位置的确定模型; 给出了应召搜索筹划方法步骤, 为反潜巡逻机应召搜索的组织实施提供了理论与方法依据。

精确的现场水体光谱特性测量与分析是水色遥感领域亟待解决的重要基础问题。 传统的剖面法、 水面之上法等水体光谱现场测量方法无法直接测得离水辐亮度(Lw), 后处理过程比较复杂, 不确定性较大。 天空光遮挡法(SBA)实现了对水体离水辐亮度的直接测量后处理流程相对简单, 能较好地避免传统现场光谱测量方法的许多不确定因素。 但目前为止, 国际上还没有成熟的基于SBA方法的水体光谱测量系统, 因此基于SBA方法开展新型水体光谱测量系统研制与测试具有重要的理论与现实意义。 作者在系统分析SBA水体光谱现场获取原理的基础上, 介绍了首套基于SBA方法的漂浮式水体光谱测量系统的研发情况, 详细阐述了其硬件结构设计及系统单元设置情况。 通过2017年9月20日珠江口(113°32′38″E, 22°25′43″N)的系统现场测试分析验证了该系统分钟级高频次连续水体光谱采集能力。 该系统实现了连续直接观测得到离水辐亮度和入射辐照度进而计算得到遥感反射率(Rrs)的功能, 其变异系数均小于5%, 将系统观测结果与Maya2000 Pro同步观测获得的遥感反射率对比, 表现出良好的一致性, 证明了该系统采用SBA方法进行水体遥感反射率测量的有效性。 连续观测实验证明了该系统水体遥感反射率测量的稳定性以及快速跟踪水体光学特征变化的能力。 论文指出了基于SBA漂浮式水体光谱测量系统发展起来的漂浮式光学浮标(FOBY)在自阴影评估与校正、 数据质量控制、 数据高频获取、 浮标姿态记录、 多要素联合观测、 长时序大范围组网等方面存在的问题及未来发展前景。 综上所述, 基于SBA方法研发的漂浮式水体光谱测量系统能实现水体光谱的高频观测, 以及水体光学特性的快速变化动态跟踪, 有助于提高现场测量与卫星遥感数据的匹配效率; 基于该系统, 在建立传感器观测网的基础上可以获取水体光谱大数据集, 有利于大幅提高各种卫星数据水色遥感应用潜力。

通过构建应召反潜作战中典型包围阵的航路模型、潜艇模型和固定翼反潜机模型等多个模型, 实现了潜艇逃逸和布放声呐浮标阵搜潜的仿真建模,并对反潜距离、潜艇航速、搜潜阵型等要素对搜潜效能的影响进行仿真实验研究。在此基础上, 针对高搜潜概率下, 搜潜失败时的潜艇逃逸方向概率分布进行了分析, 得到不同阵型的搜潜方向性特征属性。

针对传统的采用单层包围阵对未知航向目标应召搜索方法的不足, 提出了一种弱依赖于对敌可能潜航速度判断的主动、积极型搜索方法——多层包围阵搜索方法, 并构建了参数确定模型, 该方法可缩短发现目标的过程, 能在有限时间内完成搜索任务, 提高搜索效率。

国外航空声呐浮标在近70年的发展历史中, 经历了不同的发展阶段和技术路线。对美英俄等国的航空声呐浮标发展历史进行简要介绍和概括, 总结其发展规律与经验, 并通过对未来水下作战特点分析和国外现代研究样例说明声呐浮标的发展方向。

针对反潜巡逻机使用声呐浮标巡逻搜索得到接触后如何对接触进行识别的问题, 建立了线列阵得到接触后的态势分析模型; 基于该模型给出了借助浮标对接触进行识别的两种方法, 提出了拦截型浮标阵布设的原则和要求, 建立了拦截型浮标阵布设参数确定模型; 通过仿真计算给出了实用结论。为反潜巡逻机巡逻搜索得到接触后的行动提供了理论与方法依据。

基于对巡逻搜索特点的认识，提出了当反潜巡逻机使用声呐浮标对潜巡逻搜索时，必须将布设线列阵、监听线列阵以及布阵与听阵之间的关系综合一体考虑的观点。给出了单列阵和复列阵的定义，建立了单(复)列阵搜索态势和复列阵优化配置分析模型。分析了反潜巡逻机巡逻搜索方法的本质和搜索方法研究需要解决的基本问题，提出了“两类六种”声呐浮标巡逻搜索方法。基于搜索态势和搜索方法的分析，得出12条综合结论，为反潜巡逻机声呐浮标巡逻搜索提供了理论与技术基础。