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水下目标的回波特性仿真研究具有重要的理论价值和广泛的实际应用背景，是水下武器系统对于目标进行探测、识别的基础，能够被应用于水声设备考核，水下目标欺骗等水声对抗领域。提高水下目标回波仿真效果一直是相关专业的努力方向。 本文基于水下目标回波的多亮点模型，对潜艇回波特性进行了研究。分析了水下目标回波亮点模型的物理基础，在此之上建立了目标回波信号的数学模型，通过简化潜艇几何结构，建立了潜艇的多亮点回波模型，分别采用固定多亮点和移动固定多亮点方式仿真验证了不同入射条件对潜艇多亮点模型的影响，给出了回波仿真结果，并进行了对比分析。 由于潜艇回波的特征信息与鱼雷信号的入射角以及鱼雷和潜艇之间的距离紧密相关，本文还对利用鱼雷辐射噪声对其被动定位进行了研究。介绍了鱼雷水下辐射噪声特性，并仿真模拟了特定弹道条件下鱼雷的辐射噪声信号。研究了三元阵被动测向算法，并通过广义互相关算法来仿真解算阵元接收信号间的时延差，进而获得目标方位。描述了纯方位水下目标运动分析技术，重点研究了基于粒子滤波算法的水下目标被动定位，分析了粒子滤波算法的数学基础和应用模型，通过仿真实验验证了粒子滤波算法在非高斯、弱可观环境中的性能。 论文还改进了标准粒子滤波算法，通过引入KL距离作为重采样的测度，使得改进算法能够自适应的改变粒子数目，通过仿真验证，改进算法具有更好的跟踪效果。