基于样本协方差矩阵谱分离特性的波达方向估计方法 被引量：2

1

作者 郭拓 王英民 张立琛 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第12期23-28,47,共7页

小快拍条件下利用样本协方差矩阵代替统计协方差矩阵会带来较大误差,导致传统DOA估计算法不能准确估计目标方位。通过分析发现在不同阵元数与快拍数之比情况下,不管相干源还是独立源,样本协方差矩阵都具有明显的谱分离特性,在此基础上... 小快拍条件下利用样本协方差矩阵代替统计协方差矩阵会带来较大误差,导致传统DOA估计算法不能准确估计目标方位。通过分析发现在不同阵元数与快拍数之比情况下,不管相干源还是独立源,样本协方差矩阵都具有明显的谱分离特性,在此基础上提出了采用小快拍的主特征空间目标波达方向估计方法,该方法利用导向向量与噪声子空间正交,且与信号子空间平行的特性,使用导向向量与主特征空间相乘再取反余弦构造出目标DOA估计幅度。仿真与水池实验中阵元数与样本数之比为1时依然可以准确将多个目标分辨出;海试数据验证中,阵元数与样本数之比也同样为1时,两个相邻目标可以正确分辨,而MUSIC算法则有伪目标出现。 展开更多

关键词 样本协方差矩阵(scm) 谱分离特性 主特征空间 波达方向估计(DOA) 小快拍

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利用样本协方差矩阵特征值分解实现双通道SAR动目标检测 被引量：2

2

作者 田斌 朱岱寅 朱兆达 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期2636-2641,共6页

该文针对机载双通道SAR-GMTI系统及实测数据,提出一种新的地面慢动目标检测方法。该方法基于双通道样本协方差矩阵特征值分解,将杂波第2特征值和干涉相位联合统计特性的研究结果用于慢动目标检测,即根据给定的恒虚警概率确定一条联合分... 该文针对机载双通道SAR-GMTI系统及实测数据,提出一种新的地面慢动目标检测方法。该方法基于双通道样本协方差矩阵特征值分解,将杂波第2特征值和干涉相位联合统计特性的研究结果用于慢动目标检测,即根据给定的恒虚警概率确定一条联合分布的第2特征值—干涉相位等高线作为门限检测曲线,同时结合第2特征值、干涉相位门限预处理,实现地面慢动目标的精确检测。实测数据实验结果表明:该方法不但扩大了慢动目标的可检测速度范围,同时还降低了系统的虚警概率。 展开更多

关键词 动目标检测 样本协方差矩阵 特征值分解 联合概率分布 等高线

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高维样本协方差矩阵极限谱密度的显式表达式

3

作者 高瑞梅 吕堂红 胡江 《吉林大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期499-505,共7页

用Stieltjes变换给出一般高维样本协方差矩阵的极限密度函数的显示表达式,包括:样本元素独立且均值为0,方差为常数的样本协方差矩阵;一个样本协方差矩阵与单位阵的和;样本元素方差不等但只取两值的样本协方差矩阵;两个不同的样本协方差... 用Stieltjes变换给出一般高维样本协方差矩阵的极限密度函数的显示表达式,包括:样本元素独立且均值为0,方差为常数的样本协方差矩阵;一个样本协方差矩阵与单位阵的和;样本元素方差不等但只取两值的样本协方差矩阵;两个不同的样本协方差矩阵之和. 展开更多

关键词 随机矩阵 极限谱密度函数 样本协方差矩阵

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基于样本协方差矩阵最大特征值的低信噪比环境电网异常状态检测 被引量：37

4

作者 周忠强 韩松 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期113-119,共7页

为发展基于数据驱动的电网态势感知理论与方法,基于样本协方差矩阵的最大特征值(Maximum Eigenvalue of Sample Covariance Matrix, MESCM),提出了一种适用于低信噪比场景的电网异常状态检测方法。该方法源于随机矩阵理论,通过数据源矩... 为发展基于数据驱动的电网态势感知理论与方法,基于样本协方差矩阵的最大特征值(Maximum Eigenvalue of Sample Covariance Matrix, MESCM),提出了一种适用于低信噪比场景的电网异常状态检测方法。该方法源于随机矩阵理论,通过数据源矩阵的构造,窗口数据矩阵及其标准矩阵的构建,进而形成其样本协方差矩阵。通过该矩阵的最大特征值计算与越限判别,实现电网态势感知与预警。借助PSS/E软件,案例分析在一个IEEE 39节点系统及一个南方电网规划系统展开,涉及负荷异常跃变及三相短路接地故障。与传统平均谱半径分析法的计算结果比较表明该方法具有抗噪性能高,计算耗时少的优点,同时对于非完整性信息有一定的鲁棒性。 展开更多

关键词 随机矩阵理论 样本协方差矩阵 最大特征值 异常状态检测 信噪比 非完整信息

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基于样本协方差矩阵特征特性的电网多重扰动定位方法 被引量：12

5

作者 李洪乾 韩松 周忠强 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期646-655,共10页

为提升随机矩阵理论在电网扰动定位应用中的计算效率和适应性,基于样本协方差矩阵的最大特征值及最小特征向量(即特征特性),提出一种适用于多重扰动场景的电网扰动定位方法。首先,针对考虑负荷随机波动及噪声干扰工况的电网数据源矩阵,... 为提升随机矩阵理论在电网扰动定位应用中的计算效率和适应性,基于样本协方差矩阵的最大特征值及最小特征向量(即特征特性),提出一种适用于多重扰动场景的电网扰动定位方法。首先,针对考虑负荷随机波动及噪声干扰工况的电网数据源矩阵,通过构建其窗口矩阵和标准矩阵,进而形成其样本协方差矩阵。其次,获取当前时刻最大特征值并计算基于Spiked模型的最大特征值阈值。最后,当最大特征值越过其动态阈值时,说明电网中有扰动事件发生,通过最小特征向量中异常元素的位置与受扰节点编号之间的对应关系,依据特征向量的“相变”现象可实现电网多重扰动定位。借助DIgSILENT和Matlab R2014a软件,案例分析在IEEE 118节点标准系统中展开,涉及两处同时扰动事件、相继扰动事件和同时故障事件,计算结果表明了所提方法的有效性和高效性。 展开更多

关键词 样本协方差矩阵 特征特性 多重扰动 Spiked模型 “相变”现象 扰动定位

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总体或样本的协方差(矩阵)和相关系数(矩阵)的系统定义 被引量：9

6

作者 张应应 《统计与决策》 CSSCI 北大核心 2016年第8期20-24,共5页

文章按照统一的思路系统地定义了总体或样本的协方差(矩阵)和相关系数(矩阵)。同时也给出了这些概念的一些性质。

关键词 总体 样本 协方差(矩阵) 相关系数(矩阵) 定义

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基于随机F-矩阵的高维双样本协方差矩阵相等性检验 被引量：1

7

作者 何冰 薄晓玲 《吉林大学学报（理学版）》 CAS 北大核心 2019年第1期65-71,共7页

用高维随机矩阵理论,对高维双样本协方差矩阵相等性的检验给出一种新方法.结果表明,利用高维随机F-矩阵线性谱统计量的中心极限定理给出检验统计量的极限分布,不仅适用于高维数据,而且对于非正态的情形仍有效.

关键词 高维数据 双样本协方差检验 高维F-矩阵 中心极限定理

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基于DSP的协方差矩阵求逆的数值问题研究 被引量：2

8

作者 任磊 王永良 +1 位作者 陈建文 陈风波 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2009年第3期48-52,共5页

机载雷达多通道空时自适应处理(STAP)系统的实时实现的难点在于大数据流下的高精度实时处理,其中STAP权值计算有数据域和均方域2种方法,分别以QR分解和样本协方差矩阵求逆(SM I)方法为代表。QR分解方法一般映射到脉动阵并行实现,然而脉... 机载雷达多通道空时自适应处理(STAP)系统的实时实现的难点在于大数据流下的高精度实时处理,其中STAP权值计算有数据域和均方域2种方法,分别以QR分解和样本协方差矩阵求逆(SM I)方法为代表。QR分解方法一般映射到脉动阵并行实现,然而脉动阵实现的结构缺乏通用性和可重构性导致这种设计成本较高,SM I方法实现则相对简单。文中基于数字信号处理(DSP)量化分析了SM I方法的舍入误差和数值溢出问题,推导出舍入误差表示成复数噪声的方差的公式,从机理上给出数值精度和稳定性改善方法,最后通过实测数据验证了方法的有效性。 展开更多

关键词 空时自适应处理 样本协方差矩阵求逆 数值精度 缩放

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利用粒子群优化估计高光谱数据协方差矩阵

9

作者 周丽娜 黄睿 李先华 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第23期203-205,230,共4页

与传统的多光谱遥感相比,高光谱遥感具有更高的光谱分辨率,能更好地进行地物分类识别。但是,当训练样本数与数据维数相当,或小于后者时,会导致协方差矩阵近似奇异或奇异,使得经典最大似然分类失效,需要对协方差矩阵进行修正。典型的协... 与传统的多光谱遥感相比,高光谱遥感具有更高的光谱分辨率,能更好地进行地物分类识别。但是,当训练样本数与数据维数相当,或小于后者时,会导致协方差矩阵近似奇异或奇异,使得经典最大似然分类失效,需要对协方差矩阵进行修正。典型的协方差阵估计方法往往只选取总体协方差、类别协方差及其相应变形中的两种形式进行组合,未考虑多种形式共同对协方差阵估计的影响。提出将PSO算法应用到协方差阵估计中,考虑所有形式的共同作用,对组合参数进行优化。最后,通过高光谱数据的分类实验证明了方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 高光谱数据分类 有限训练样本 协方差矩阵估计 粒子群优化算法(PSO)

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采用Spiked协方差模型与“相变”现象的电网不平衡扰动评估 被引量：4

10

作者 毛钧毅 韩松 +1 位作者 李洪乾 周忠强 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期208-216,共9页

为了提升随机矩阵理论在电网不平衡扰动场景中的适用性,提出了一种基于Spiked协方差模型与"相变"现象的电网扰动识别与定位方法。首先,通过含噪声三相数据源的采集,构造Spiked协方差模型与样本协方差矩阵。然后,利用特征值&qu... 为了提升随机矩阵理论在电网不平衡扰动场景中的适用性,提出了一种基于Spiked协方差模型与"相变"现象的电网扰动识别与定位方法。首先,通过含噪声三相数据源的采集,构造Spiked协方差模型与样本协方差矩阵。然后,利用特征值"相变"现象构建样本最大特征值评价指标及对应的动态阈值。当该指标越过其阈值,即判定电网中有扰动事件发生时,根据Spiked与样本最小特征向量元素改变量的网络位置,结合特征向量"相变"现象以实现电网不平衡扰动的快速定位。最后,借助DIgSILENT和MATLAB R2014a软件,案例分析在一个IEEE 118母线177支路系统和一个德国872母线1 840支路实际配电系统中展开,涉及负荷突变和线路故障等不平衡扰动事件,与传统随机矩阵理论方法的比较结果表明了所提方法的有效性和高效性。 展开更多

关键词 不平衡扰动 识别与定位 Spiked协方差模型 “相变”现象 样本协方差矩阵 最小特征向量

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基于ADBF的多通道SAR抗干扰样本选择方法

11

作者 王远征 庄龙 王跃锟 《现代电子技术》 北大核心 2024年第7期89-94,共6页

针对多通道SAR抗干扰问题,可以利用空域自由度通过自适应波束形成技术达到增强期望信号、抑制干扰的目的。在波束形成过程中,计算各阵元的最优权矢量时,需要通过选取干扰和噪声的数据样本估算干扰加噪声协方差矩阵。若选择的数据样本中... 针对多通道SAR抗干扰问题,可以利用空域自由度通过自适应波束形成技术达到增强期望信号、抑制干扰的目的。在波束形成过程中,计算各阵元的最优权矢量时,需要通过选取干扰和噪声的数据样本估算干扰加噪声协方差矩阵。若选择的数据样本中掺杂目标信号,则目标信号将会被误判为干扰并被抑制。针对多通道SAR抗干扰过程中需要注意的样本选择问题,通过消除方位向频域中主杂波宽度内的目标分量,得到干扰加噪声数据样本,继而计算协方差矩阵,并进行波束形成。通过实测数据成像结果及干噪比和信噪比指标验证了提出的自适应样本选择方法的有效性。与直接样本选择方法相比,自适应样本选择方法在信噪比上提高了近8 dB,干噪比下降了近6 dB,说明了该方法有效地保留了目标信号,抑制了干扰信号。 展开更多

关键词 多通道SAR抗干扰 自适应波束形成 干扰加噪声协方差矩阵 样本选择 方位向频谱幅度 主杂波宽度

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基于随机矩阵特征值比的频谱感知改进算法 被引量：13

12

作者 徐家品 杨智 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期282-288,共7页

针对认知无线电中现有频谱感知方法的不足,利用大维随机矩阵理论分析了随机矩阵的渐近谱特性,研究了接收信号样本协方差矩阵平均特征值的分布特性,提出两种基于随机矩阵特征值比的频谱感知改进算法.改进算法不需要知道主用户信号的先验... 针对认知无线电中现有频谱感知方法的不足,利用大维随机矩阵理论分析了随机矩阵的渐近谱特性,研究了接收信号样本协方差矩阵平均特征值的分布特性,提出两种基于随机矩阵特征值比的频谱感知改进算法.改进算法不需要知道主用户信号的先验信息,也不需要知道背景噪声的功率,得到的判决阈值也具有十分简单的闭式表达式.仿真结果表明,在低样本点、低协作用户数、低信噪比和低虚警概率的条件下,改进算法也可以获得很好的感知性能. 展开更多

关键词 频谱感知 随机矩阵理论 样本协方差矩阵 平均特征值 特征值比

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采用随机矩阵理论的水声阵列SMI-MVDR空间谱估计技术 被引量：5

13

作者 郭拓 王英民 张立琛 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2017年第3期45-48,54,共5页

对角加载MVDR技术是一种经典的空间谱估计技术,在水声阵列信号处理中有着广泛的应用。该技术之所以具有较好的性能是由于其通过对角加载使样本协方差矩阵的特征值分散度减小。提出了基于随机矩阵理论的MVDR空间谱估计技术,具体思路是利... 对角加载MVDR技术是一种经典的空间谱估计技术,在水声阵列信号处理中有着广泛的应用。该技术之所以具有较好的性能是由于其通过对角加载使样本协方差矩阵的特征值分散度减小。提出了基于随机矩阵理论的MVDR空间谱估计技术,具体思路是利用随机矩阵特征值的极限性质实现样本协方差矩阵噪声的抑制,以达到类似对角加载能够实现的特征值分散度减小的效果。仿真表明所提出的方法与对角加载方法达到了同样的目的,且当快拍数一定,而信噪比由小变大时,该方法可以达到与对角加载MVDR技术相当的性能;当信噪比设为定值,快拍数由小变大时,其与对角加载技术具有相同的DOA估计成功概率变化趋势,且在小样本情况下,此方法优势较为明显。 展开更多

关键词 声学 随机矩阵理论 最小方差无畸变响应 样本协方差矩阵 波达方向

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基于Wishart矩阵特征值的频谱感知算法 被引量：2

14

作者 杨雪梅 何希 徐家品 《电信科学》 北大核心 2017年第9期69-75,共7页

为了提高频谱感知性能,克服经典算法的缺点,提出了一种新的基于Wishart随机矩阵理论的协作频谱感知算法。根据多个认知用户接收信号样本协方差矩阵特征值的对数分布特性,利用样本协方差矩阵最大特征值与几何平均特征值的比值,得到简单... 为了提高频谱感知性能,克服经典算法的缺点,提出了一种新的基于Wishart随机矩阵理论的协作频谱感知算法。根据多个认知用户接收信号样本协方差矩阵特征值的对数分布特性,利用样本协方差矩阵最大特征值与几何平均特征值的比值,得到简单的判决阈值闭式表达式,实现频谱感知判决。该算法不需要知道主用户的任何先验信息,不受噪声不确定性的影响。仿真结果表明,所提算法在协作用户数少、信噪比低、采样点数极少的情况下,仍能获得较高的感知性能。该算法受虚警概率和极端值的影响较小,比同类算法有更好的检测性能。 展开更多

关键词 频谱感知 Wishart随机矩阵 样本协方差矩阵 几何平均特征值 判决阈值

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时序InSAR同质样本选取算法研究 被引量：26

15

作者 蒋弥 丁晓利 李志伟 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期4767-4776,共10页

分布式雷达目标时序InSAR技术是目前InSAR形变监测领域的主流方向,其中同质样本选取是该技术的基础,其估计精度直接影响SAR影像分辨率与后续参数解算精度.本文在追踪最新研究进展之上,系统回顾了当今统计同质选点算法的优缺点.在参数与... 分布式雷达目标时序InSAR技术是目前InSAR形变监测领域的主流方向,其中同质样本选取是该技术的基础,其估计精度直接影响SAR影像分辨率与后续参数解算精度.本文在追踪最新研究进展之上,系统回顾了当今统计同质选点算法的优缺点.在参数与非参数两类统计方法的应用中,采用蒙特卡罗方法和真实数据验证定量比较算法差异以及适用场景.根据之前的研究结论,提出一种改进的最优参数统计同质样本选择方法.最后,论文介绍了团队研发的MATLAB开源工具包,涵盖了同质样本提取和时序InSAR协方差矩阵估计两部分内容,为InSAR科研人员和后续数据处理提供高质量、全分辨率的观测源. 展开更多

关键词 分布式目标 时序InSAR 同质样本选择 协方差矩阵估计 开源工具包

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阻塞矩阵抗干扰方法性能分析 被引量：19

16

作者 高阳 许稼 龙腾 《信号处理》 CSCD 北大核心 2015年第10期1361-1365,共5页

阻塞矩阵抗干扰方法在阵列抗干扰方面已有较多研究,该方法利用阻塞预处理将主瓣干扰信号去除,之后自适应波束形成处理实现副瓣干扰抑制和主瓣保形,但其抗干扰性能尚缺乏详细分析。文中推导了算法的实现原理,引入抗干扰等效权矢量,并采... 阻塞矩阵抗干扰方法在阵列抗干扰方面已有较多研究,该方法利用阻塞预处理将主瓣干扰信号去除,之后自适应波束形成处理实现副瓣干扰抑制和主瓣保形,但其抗干扰性能尚缺乏详细分析。文中推导了算法的实现原理,引入抗干扰等效权矢量,并采用阵列输出信干噪比增益指标、抗干扰方向图等对抗干扰性能进行分析,仿真结果表明,当存在主瓣干扰时,该方法会带来副瓣电平增高、主波束变形及偏移等问题,同时还会引起阵列自由度损失,导致抗干扰性能变差。 展开更多

关键词 阻塞矩阵 主瓣干扰 样本协方差矩阵 抗干扰性能 自适应波束形成

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基于稀疏恢复谱相似度的自适应样本筛选算法 被引量：3

17

作者 王晓明 李军 +2 位作者 张圣鹋 卢燕 张永杰 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期976-981,共6页

非均匀环境下的空时自适应处理算法需对参考单元样本进行筛选。针对小系统自由度下,已有的基于傅里叶谱相似度(Fourier spectral similarity,FSPS)的筛选算法在污染样本剔除以及相似样本选择环节都存在分辨率不足的问题,提出一种基于稀... 非均匀环境下的空时自适应处理算法需对参考单元样本进行筛选。针对小系统自由度下,已有的基于傅里叶谱相似度(Fourier spectral similarity,FSPS)的筛选算法在污染样本剔除以及相似样本选择环节都存在分辨率不足的问题,提出一种基于稀疏恢复技术的自适应样本筛选算法。该方法利用参考单元样本及待检测单元(cell under test,CUT)样本的高精度稀疏恢复谱筛选出与CUT杂波特征相近的样本,保留了FSPS算法在非均匀杂波环境下的鲁棒性,同时提升对非均匀样本的分辨精度。仿真结果表明,所提算法在小系统自由度情况下具有优于FSPS算法的样本筛选效果及系统输出性能。 展开更多

关键词 空时自适应处理 稀疏恢复 样本筛选 协方差矩阵估计

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基于测度矩阵正则化的行人重识别算法

18

作者 郑舟恒 刘凯 《计算机工程与设计》 北大核心 2018年第3期808-812,共5页

针对大多数的距离度量学习算法由于缺少可靠训练样本出现的过拟合现象,提出一种对测度矩阵的正则化方法。利用训练数据训练得到类间和类内协方差矩阵;利用倒数函数分别对两个协方差矩阵建立模型并进行正则化,获得正则化的测度矩阵;利用... 针对大多数的距离度量学习算法由于缺少可靠训练样本出现的过拟合现象,提出一种对测度矩阵的正则化方法。利用训练数据训练得到类间和类内协方差矩阵;利用倒数函数分别对两个协方差矩阵建立模型并进行正则化,获得正则化的测度矩阵;利用正则化后的测度矩阵对测试样本进行相似性度量。实验结果表明,该算法能够有效提高行人重识别精度。 展开更多

关键词 训练样本 测度矩阵 协方差矩阵 倒数函数 正则化

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基于随机矩阵理论与Spiked模型的电力系统态势感知方法研究 被引量：3

19

作者 叶新青 刘梦爽 +1 位作者 吕笃良 徐一晨 《三峡大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第5期89-98,共10页

从数据驱动角度,结合随机矩阵理论(RMT)和Spiked模型,研究了电力系统异常状态感知方法和关键节点辨识方法.提出了基于样本协方差矩阵最大特征值(MESCM)的电力系统异常状态感知方法;在此基础上引入Spiked模型对其进行改进,实现了电力系... 从数据驱动角度,结合随机矩阵理论(RMT)和Spiked模型,研究了电力系统异常状态感知方法和关键节点辨识方法.提出了基于样本协方差矩阵最大特征值(MESCM)的电力系统异常状态感知方法;在此基础上引入Spiked模型对其进行改进,实现了电力系统异常状态的动态感知;以系统电压数据为原始数据,结合熵理论提取了数据有效信息,对电力系统网络的关键节点进行辨识.通过模拟分析和实际检测验证了该方法具有抗噪性能高、计算耗时少的优点,提高了电力系统异常状态感知模型的准确度和鲁棒性.该方法有效反映了电力系统异常状态的演化方向及其分布,可用于支持电力系统预防、检修和运维,辅助电力系统决策. 展开更多

关键词 随机矩阵理论(RMT) 异常状态感知 Spiked模型 样本协方差矩阵最大特征值(MEscm) 熵理论

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基于最小特征值分布的频谱感知算法 被引量：6

20

作者 杨智 徐家品 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2015年第2期354-357,共4页

现有的频谱感知算法中,能量检测容易实现,但检测性能依赖噪声功率。基于随机矩阵理论的频谱感知算法巧妙地规避了噪声不确定性对检测性能带来的影响,但大都采用的是最大特征值的近似分布规律,所得到阈值表达式的精度有待进一步提高。针... 现有的频谱感知算法中,能量检测容易实现,但检测性能依赖噪声功率。基于随机矩阵理论的频谱感知算法巧妙地规避了噪声不确定性对检测性能带来的影响,但大都采用的是最大特征值的近似分布规律,所得到阈值表达式的精度有待进一步提高。针对上述问题,通过利用随机矩阵理论的最新研究成果,提出一种基于接收信号样本协方差矩阵最小特征值分布的频谱感知算法。最小特征值的分布函数不基于渐近假设,更加符合实际的通信情境。推导所得的阈值表达式是虚警概率的函数,在小样本情况下,对它的有效性和优越性进行了分析与验证。根据单一变量原则,分别在低样本点、低协作用户数、低信噪比和低虚警概率条件下对提出算法与最大最小特征值算法的检测性能进行了仿真比较,检测概率最多可以提高0.2左右。结果表明,该算法能够显著改善系统的检测性能。 展开更多

关键词 频谱感知 随机矩阵理论 阈值表达式 样本协方差矩阵 最小特征值

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