针对鱼雷激光近炸引信探测水下近场目标的需求, 开展了水下激光引信回波蒙特卡洛仿真方法研究.结合水下激光引信探测特点建立水下目标回波的蒙特卡洛仿真模型.为了提高水中非朗伯目标表面回波仿真的准确度, 推导了基于双向反射函数的光子反射方向概率分布, 根据概率分布随机抽样光子反射方向.仿真了不同距离和入射角度条件下的水中目标回波信号.仿真结果表明: 目标回波幅度随目标距离和入射角度的增大迅速下降, 目标距离在6~12 m内变化时, 信号峰值动态范围为11.5 dB; 目标距离为8 m, 激光入射角在0~45°内变化时, 信号峰值动态范围为9.2 dB.为验证仿真方法的正确性, 在水池中进行水中目标蓝绿激光探测实验, 实验结果和仿真结果一致.研究成果可为解决传统蒙特卡洛方法在水中非朗伯面目标回波仿真中的适用性问题及水下激光引信优化设计提供参考.

针对水下单光束扫描探测系统探测水中近场目标的需求, 为抑制海水后向散射干扰, 提高系统信噪比, 对系统光路参数进行了优化设计。通过推导系统盲区距离公式、水中目标回波和后向散射功率方程, 分析了系统探测区域和信噪比同光路参数的关系。在不同水质条件下, 基于粒子群算法(PSO)对光路参数进行了优化计算。结果表明: 对探测区域为6-10 m的系统, 当发射光束与接收视场平行, 接收视场半角为9 mrad, 收发间距为10.6 cm时, 系统信噪比达到最佳。为验证理论模型的正确性, 设计了水下激光探测光路模拟系统, 测试不同光路参数下系统信噪比, 实验结果与理论值一致。优化结果可为水下单光束扫描探测系统光路设计提供理论依据。

为了提高反鱼雷鱼雷（ATT）激光近炸引信对来袭鱼雷的捕获率,首先根据鱼雷目标的激光反射特性,分析了鱼雷目标回波功率随激光束入射角度和入射位置的变化规律。采用空间解析几何方法描述了ATT与来袭鱼雷的交会模型,给出了任意交会距离和姿态时目标回波功率计算方法。根据系统最小探测功率,建立了水中单光束扫描激光引信捕获率蒙特卡罗仿真模型,仿真了系统捕获率随激光脉冲频率的变化关系,获得了探测不同距离目标的最大捕获率和相应的激光扫描频率和脉冲频率。结果表明：当激光扫描频率为15 Hz,脉冲频率为4 kHz,系统能可靠捕获距离9 m内目标。所得系统捕获率仿真模型和结果可为ATT单光束扫描激光引信系统设计提供理论参考。

针对现有炸点时间测量装置无法及时显示炸点时间测量情况、测量误差大、不易滤除干扰信号的问题，提出以雪崩光电二级管作为光电探测器提高触发准确度，同时利用无线数据传输模块实时将弹体出炮口和爆炸的脉冲信号无线传输给远端的PC机，并直接以PC机计时代替传统计时电路提高计时准确度.设计了基于雪崩光电二级管的接收放大电路，组建了光电接收模块，输出的脉冲信号下降沿宽度小于25 ns.无线数据传输模块中发射机与光电接收模块相连，接收机与PC机相连，通过发射机与接收机之间的无线通信，实现测量信息的无线传输，可在1～3 km外的PC机中实时显示脉冲信号及信号的北京时间，直观读取炸点时间，监测测量情况，滤除干扰信号.试验测量某试验弹的炸点时间为124.056 ms，结果表明：该装置可有效实现远距离实时监测炸点时间，测量准确度达到1μs.设计可为炸点时间测量装置的优化改进提供参考.