基于干涉条纹的目标方位估计校正方法

1

作者 陈新华 张龙恩 +2 位作者 郑恩明 申昇 韩莹 《应用声学》 北大核心 2025年第5期1342-1355,共14页

针对深海海底反射工作方式下,目标方位估计出现的估计偏差和方位分裂现象,该文提出了一种基于干涉条纹的目标方位估计校正方法。该方法首先通过海底反射声线与海底-海面反射声线时延差在波束域信号干涉条纹的映射,建立了干涉条纹间隔与... 针对深海海底反射工作方式下,目标方位估计出现的估计偏差和方位分裂现象,该文提出了一种基于干涉条纹的目标方位估计校正方法。该方法首先通过海底反射声线与海底-海面反射声线时延差在波束域信号干涉条纹的映射,建立了干涉条纹间隔与到达俯仰角关系;然后依据俯仰角估计结果和水平线阵测量结果,对近水面目标方位角估计结果实现了校正;最后采用数值仿真对不同情况下的目标方位校正情况进行了验证分析。数值仿真结果表明:在仿真条件下,目标位水平线阵20 km、0°~15°时,方位角估计误差由19.62°减小为2.59°,目标位水平线阵15°~90°时,方位角估计误差由6.14°减小为0.42°。该方法有效提升了水平线阵在不同探测模式下目标方位角估计结果的准确性。 展开更多

关键词 目标方位估计 深海 海底反射 干涉条纹

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非高斯噪声下互质阵压缩感知目标方位估计

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作者 苏杨旭 周胜增 +1 位作者 张昌 曾赛 《声学技术》 北大核心 2025年第1期21-28,共8页

在进行目标方位(direction of arrival,DOA)估计时,背景噪声通常被假定为高斯噪声,但在水声环境中,噪声的概率密度函数存在非高斯分布情况,这会造成DOA估计出现伪峰及背景噪声增大等问题。文章将不服从高斯分布的水下噪声建模为α稳定分... 在进行目标方位(direction of arrival,DOA)估计时,背景噪声通常被假定为高斯噪声,但在水声环境中,噪声的概率密度函数存在非高斯分布情况,这会造成DOA估计出现伪峰及背景噪声增大等问题。文章将不服从高斯分布的水下噪声建模为α稳定分布,采用数据加权的方法对信号进行预处理,随后在互质阵列中应用压缩感知方法对宽带信号进行目标DOA估计。对8元互质阵列使用改进算法进行仿真,结果表明该方法可以准确做出DOA估计,同时减少了伪峰数量。湖试数据的处理结果表明,在互质阵列中基于数据加权的压缩感知DOA估计能够减少伪峰,增强目标检测能力,具有更好的检测效果及实用性。 展开更多

关键词 目标方位估计 数据加权 互质阵列 Α稳定分布

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基于CIES-CA的水声阵列多目标方位估计技术 被引量：3

3

作者 王辛 郭龙祥 +2 位作者 生雪莉 殷敬伟 李佳馨 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期246-252,共7页

为了使用较少阵元数的水声阵列实现多目标方位估计,本文针对基于子阵间距压缩的互质阵列进行研究分析。利用子空间分类算法与虚拟阵元法,在考虑阵列误差的情况下分析多目标方位估计性能。通过数值验证,在低信噪比、高阵列误差的情况下,... 为了使用较少阵元数的水声阵列实现多目标方位估计,本文针对基于子阵间距压缩的互质阵列进行研究分析。利用子空间分类算法与虚拟阵元法,在考虑阵列误差的情况下分析多目标方位估计性能。通过数值验证,在低信噪比、高阵列误差的情况下,基于子阵压缩的互质阵性能明显优于均匀直线阵与原型互质阵,且压缩倍数越大性能越高。 展开更多

关键词 互质阵 子阵间距压缩 多目标方位估计 子空间分类算法 虚拟阵元法 多目标方位分辨概率 多目标方位估计误差 通道幅相误差 阵元位置误差

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抑制运动强干扰的稳健波束域目标方位估计方法(英文) 被引量：4

4

作者 冯杰 孙超 +1 位作者 唐建生 张揽月 《声学技术》 CSCD 北大核心 2006年第6期617-622,共6页

为了减小来自旁瓣区快速运动的强干扰对波束域高分辨方位估计方法的影响,提出一种稳健的波束域高分辨方位估计方法。该方法在形成多波束时,将稳健自适应波束形成与零陷扩宽技术相结合,有效地抑制了运动强干扰所造成的快拍失效和扫描方... 为了减小来自旁瓣区快速运动的强干扰对波束域高分辨方位估计方法的影响,提出一种稳健的波束域高分辨方位估计方法。该方法在形成多波束时,将稳健自适应波束形成与零陷扩宽技术相结合,有效地抑制了运动强干扰所造成的快拍失效和扫描方向误差引起的自适应波束图畸变,从而保证波束域方法能准确地估计目标方位。仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 运动干扰 波束域目标方位估计 零陷扩宽 稳健波束形成

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一种复域压缩感知目标方位估计方法 被引量：2

5

作者 郑恩明 陈新华 +3 位作者 周权斌 李嶷 杨鹤 孟浩 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2117-2123,共7页

针对频域压缩感知目标方位估计方法的性能退化问题,本文通过对线列阵接收信号进行复解析变换,按预估方位在复域对各阵元信号进行时延补偿、相关和累积处理,构建复域感知矩阵和测量值,采用复域压缩感知方法实现空间谱合成和目标方位估计... 针对频域压缩感知目标方位估计方法的性能退化问题,本文通过对线列阵接收信号进行复解析变换,按预估方位在复域对各阵元信号进行时延补偿、相关和累积处理,构建复域感知矩阵和测量值,采用复域压缩感知方法实现空间谱合成和目标方位估计.数值仿真和实测数据处理结果表明,在同一检测概率下,相比频域压缩感知方法,该方法对输入信噪比的最低要求得到近10lgMdB(M为通道数)的降低,提升了对弱目标的检测能力. 展开更多

关键词 阵列信号处理 目标方位估计 复域压缩感知 复域感知矩阵

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声传播多途效应对目标方位估计影响的仿真研究 被引量：5

6

作者 舒象兰 韩树平 +1 位作者 孙荣光 马鑫 《舰船科学技术》 2009年第9期121-124,共4页

传统的目标方位估计方法基于这样一个假定,即假设信号是以平面波方式传播的,阵列的各个阵元接收到同一声源的信号波形完全相同,仅仅只是时延不同。然而在浅海环境中,由于声信号传播的多途效应使得这一假设常常不能满足。文中利用简正波... 传统的目标方位估计方法基于这样一个假定,即假设信号是以平面波方式传播的,阵列的各个阵元接收到同一声源的信号波形完全相同,仅仅只是时延不同。然而在浅海环境中,由于声信号传播的多途效应使得这一假设常常不能满足。文中利用简正波理论模型分析了浅海条件下声信号传播的多途效应,并从理论上推导了浅海声传播的多途效应对传统的基于平面波假设的目标方位估计方法的影响,指出浅海声传播的多途效应会导致传统的基于平面波假设的目标方位估计方法产生方位估计偏差,在有些情况下甚至会产生主瓣的分裂,最后通过仿真试验验证了理论推导结论的正确性。 展开更多

关键词 多途效应 目标方位估计 简正波

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利用交互小波变换进行目标方位估计研究

7

作者 李霞 李志舜 《声学技术》 CSCD 2003年第3期176-178,186,共4页

小波变换是近年来信号处理中的一个重要工具,由于其优良的时频局域性,在检测、估计以及识别等方面都得到了重视和研究,而将小波变换与传统的一些信号处理方法结合起来处理有关问题也是人们研究的一个方向,文章主要考虑到交互小波变换中... 小波变换是近年来信号处理中的一个重要工具,由于其优良的时频局域性,在检测、估计以及识别等方面都得到了重视和研究,而将小波变换与传统的一些信号处理方法结合起来处理有关问题也是人们研究的一个方向,文章主要考虑到交互小波变换中的两参数(时延与尺度)与不同接收器目标回波间的时延及频率成对应关系,采用对两路LFM回波信号作小波交互相关,从而获得两回波的相对时延估计,继而得到方位估计。针对算法运算量较大的问题,文章采取先估计尺度与时延的大致范围,再将时延-尺度网格进一步细化得到精确结果,最后给出了部分计算机仿真结果。 展开更多

关键词 交互小波变换 目标方位估计 信号处理 时延 尺度 两阵元模型 仿真 水声信号处理

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基于时域旋转不变技术的目标方位估计方法

8

作者 邱岚 《探测与控制学报》 CSCD 北大核心 2022年第3期90-96,共7页

针对频域旋转不变技术存在的时频变换所需采样点数和协方差矩阵估计所需快拍数需要折中处理问题,提出基于时域旋转不变技术的目标方位估计方法。该方法利用两傅里叶变换对阵列接收数据进行复解析变换处理,获取时域解析数据,并按窄带划... 针对频域旋转不变技术存在的时频变换所需采样点数和协方差矩阵估计所需快拍数需要折中处理问题,提出基于时域旋转不变技术的目标方位估计方法。该方法利用两傅里叶变换对阵列接收数据进行复解析变换处理,获取时域解析数据,并按窄带划分方式对其滤波处理;在不需要对解析数据做时延迟补偿情况下,通过多个时域采样点累积方式解决协方差矩阵估计所需快拍数问题,得到协方差矩阵估计值;通过旋转不变技术实现对该频带目标方位估计。数值仿真及实测数据处理结果表明,相比频域旋转不变方法,本文方法保持对目标方位估计精度前提下,在最低输入信噪比要求上降低了5 dB,进一步拓宽频域旋转不变方法在工程领域的实现方式。 展开更多

关键词 目标方位估计 旋转不变技术 协方差矩阵 时域

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阵列幅相误差条件下的目标方位估计 被引量：3

9

作者 秦洪峰 黄建国 张群飞 《应用声学》 CSCD 北大核心 2002年第3期6-10,共5页

本文研究了一种改进的MUSIC法,可在一定阵列幅相误差条件下对多目标实现高分辨方位估计,有效地改善了原算法的参数估计性能,具有稳健性高、适用范围广以及工程实现简单等特点。通过大量的计算机仿真和水池实验表明,该方法具有较好的多... 本文研究了一种改进的MUSIC法,可在一定阵列幅相误差条件下对多目标实现高分辨方位估计,有效地改善了原算法的参数估计性能,具有稳健性高、适用范围广以及工程实现简单等特点。通过大量的计算机仿真和水池实验表明,该方法具有较好的多目标分辨能力和方位估计精度,工程应用前景良好。 展开更多

关键词 阵列幅相误差 目标信号方位估计 MUSIC法 计算机仿真 水池实验

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目标方位估计的相关矩阵最大特征值法

10

作者 李海峰 吴国清 《应用声学》 CSCD 北大核心 2004年第1期12-16,22,共6页

研究均匀线阵(ULA)波束形成时作者发现,当操纵线阵指向方位不断变化,相关矩阵的最大特征值也随着有规律地变化着。通过分析最大特征值的变化,能够估计目标方位和数目。本文从实验数据和计算机仿真两方面对单目标和多目标进行处理,验证... 研究均匀线阵(ULA)波束形成时作者发现,当操纵线阵指向方位不断变化,相关矩阵的最大特征值也随着有规律地变化着。通过分析最大特征值的变化,能够估计目标方位和数目。本文从实验数据和计算机仿真两方面对单目标和多目标进行处理,验证上述方法的可行性。 展开更多

关键词 目标方位估计 相关矩阵 特征值 计算机仿真 波束成形技术 传感器

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潜标姿态变化对矢量水听器目标方位估计的影响 被引量：3

11

作者 师俊杰 吕云飞 +2 位作者 孙大军 兰华林 梅继丹 《声学技术》 CSCD 2014年第2期125-130,共6页

潜标系统作为一种矢量水听器水下工作安装平台,不可避免的姿态变化会引起矢量水听器各通道接收兴趣信号的起伏变化,致使目标方位估计结果偏离真实目标方向。理论推导分析了潜标体姿态变化对矢量水听器目标方位估计的影响,定量分析了矢... 潜标系统作为一种矢量水听器水下工作安装平台,不可避免的姿态变化会引起矢量水听器各通道接收兴趣信号的起伏变化,致使目标方位估计结果偏离真实目标方向。理论推导分析了潜标体姿态变化对矢量水听器目标方位估计的影响,定量分析了矢量水听器目标方位估计与姿态变化周期(频率)的关系,并进一步讨论了与幅度及积分时间等的关系,如姿态幅度为40°时要方位估计误差小于5°,则积分时间至少要大于24s。研究结果对矢量水听器目标方位估计时的积分时间选取具有重要指导意义。 展开更多

关键词 潜标系统 姿态变化 目标方位估计 矢量水听器 积分时间

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基于α分布的单矢量传感器多目标方位估计

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作者 董姝敏 梁国龙 付进 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第11期267-268,277,共3页

研究α稳定分布条件下单矢量传感器的多目标方位估计问题。介绍多维α稳定分布特征函数的谱测度表示及谱测度估计方法,在此基础上推导出单矢量传感器输出速度正交分量满足特征函数谱测度表示方程,建立谱测度与目标方位间的对应关系,用... 研究α稳定分布条件下单矢量传感器的多目标方位估计问题。介绍多维α稳定分布特征函数的谱测度表示及谱测度估计方法,在此基础上推导出单矢量传感器输出速度正交分量满足特征函数谱测度表示方程,建立谱测度与目标方位间的对应关系,用特征函数法或一维投影法估计谱测度和目标源方位及数量。仿真结果表明,在α稳定分布假设下,基于谱测度的多目标方位估计法是合理有效的。 展开更多

关键词 单矢量水听器 多目标方位估计 Α稳定分布 谱测度 经验特征函数 一维投影

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基于Gibbs采样的贝叶斯多目标高分辨方位估计 被引量：7

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作者 孙毅 刘科伟 +1 位作者 黄建国 褚福照 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2002年第12期36-38,共3页

讨论了一种利用Gibbs采样方法的贝叶斯多目标高分辨定向新方法(BDGS),给出了这种贝叶斯定向新方法的推导过程。该方法将一种新方法Gibbs采样应用于贝叶斯高分辨方法的计算过程。新方法不仅具有贝叶斯多目标高分辨定向方法的优越性能,而... 讨论了一种利用Gibbs采样方法的贝叶斯多目标高分辨定向新方法(BDGS),给出了这种贝叶斯定向新方法的推导过程。该方法将一种新方法Gibbs采样应用于贝叶斯高分辨方法的计算过程。新方法不仅具有贝叶斯多目标高分辨定向方法的优越性能,而且还降低了原贝叶斯方法计算的复杂程度。并在最后给出了新方法的性能分析,与MUSIC(子空间法)和MLE(最大似然法)的比较结果表明新方法有更高的分辨率,在低信噪比情况下性能也较好。 展开更多

关键词 GIBBS采样 多目标高分辨方位估计 贝叶斯方法

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结合稀疏表示和协同表示的SAR图像目标方位角估计 被引量：1

14

作者 王骏 陈艳平 江立辉 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2020年第12期165-171,共7页

提出结合稀疏表示和协同表示的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像目标方位角估计方法。稀疏表示和协同表示分别在稀疏约束和最小误差的约束下对测试样本进行重构,具有良好的互补性。分别在稀疏表示和协同表示下选取与测... 提出结合稀疏表示和协同表示的合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像目标方位角估计方法。稀疏表示和协同表示分别在稀疏约束和最小误差的约束下对测试样本进行重构,具有良好的互补性。分别在稀疏表示和协同表示下选取与测试样本具有较强相关性的训练样本。通过交集操作获得两者中最稳定的部分样本。根据这些样本的方位角真值以及求解的系数合理加权,获得测试样本的方位角估计值。基于MSTAR数据集中3类目标的SAR图像进行方位角估计实验并与现有方法进行对比。实验结果表明方法的估计精度、稳定性以及噪声稳健性均优于现有的几类SAR目标方位角估计方法。 展开更多

关键词 合成孔径雷达 目标方位角估计 稀疏表示 协同表示 加权融合

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基于四传感器方阵的地震动目标方位角估计

15

作者 谢逍 董大伟 +1 位作者 华春蓉 闫兵 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第12期42-44,50,共4页

针对地震动目标定位中的信号传播速度不确定性问题,提出了基于到达时间差的四传感器方阵目标方位角估计方法。从理论上推导出四传感器方阵下的目标方位角估计带边界及其最大带宽值,证明了信号传播速度与目标方位角估计之间的弱相关性。... 针对地震动目标定位中的信号传播速度不确定性问题,提出了基于到达时间差的四传感器方阵目标方位角估计方法。从理论上推导出四传感器方阵下的目标方位角估计带边界及其最大带宽值,证明了信号传播速度与目标方位角估计之间的弱相关性。根据仿真计算深人探讨了信号传播速度和时延测量误差对目标方位角估计精度的影响。外场实验结果证明:这一方法的地震动目标方位角平均估计误差小于采用三轴地震动传感器的方法,具有一定的实用价值。 展开更多

关键词 目标方位角估计 地震动信号 传播速度 四传感器方阵

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被动声纳方位估计的宽带盲源分离算法 被引量：2

16

作者 范文涛 章新华 +1 位作者 康春玉 蒋飚 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期152-156,共5页

针对实际被动声纳信号宽带非平稳且统计特性无法预知的特点,由宽带卷积混合模型,建立了融合时间延迟结构与非参数化特性的代价函数,通过核密度技术同时估计目标源的概率密度函数和解混矩阵,并对估计的最优解混矩阵与目标源信号求取每个... 针对实际被动声纳信号宽带非平稳且统计特性无法预知的特点,由宽带卷积混合模型,建立了融合时间延迟结构与非参数化特性的代价函数,通过核密度技术同时估计目标源的概率密度函数和解混矩阵,并对估计的最优解混矩阵与目标源信号求取每个频点内方位能量谱,最后累加所有子带构成宽带方位能量谱。宽带仿真结果与实际海试表明该方法在方位分辨率和估计精度方面接近最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)和多重信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法,在弱目标检测方面具有一定优势。 展开更多

关键词 被动声纳 目标方位估计 盲源分离 核密度估计 时间延迟结构

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机动拖线阵宽带方位估计的克拉美-罗界研究 被引量：1

17

作者 袁骏 蔡志明 +1 位作者 肖卉 奚畅 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2018年第3期86-91,共6页

针对现有水下远场宽带目标方位估计的克拉美-罗界(CRB)都是基于阵形不变的刚性基阵,无法全面揭示柔性拖线阵在实际机动条件下的CRB特性和具体影响因素等问题,首先依据拖线阵的机动特性建立了机动拖线阵宽带频域信号模型;然后,推导了机... 针对现有水下远场宽带目标方位估计的克拉美-罗界(CRB)都是基于阵形不变的刚性基阵,无法全面揭示柔性拖线阵在实际机动条件下的CRB特性和具体影响因素等问题,首先依据拖线阵的机动特性建立了机动拖线阵宽带频域信号模型;然后,推导了机动拖线阵的水下宽带目标方位估计的CRB解析表达式。在此基础上,进一步计算分析了在不同阵列机动参数与目标特性等情况下的CRB特性,从而为机动拖线阵宽带高分辨方法的研究及应用性能评价提供了理论依据。 展开更多

关键词 机动拖曳线列阵 目标方位估计 克拉美-罗界 宽带信号

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AUV探测声纳系统的运动多目标波达方向估计 被引量：1

18

作者 黄勇 黄海宁 张春华 《信号处理》 CSCD 2004年第1期49-53,共5页

由于AUV的运动或探测目标移动,AUV上声呐阵接收的回波信号的方向往往是不断变化的。因此,必须用递推的信号子空间估计算法,来解决AUV探测声纳的多目标回波方向的估计问题。AUV上的探测声纳阵中换能器数目少,采样频率有限,同时回波信号... 由于AUV的运动或探测目标移动,AUV上声呐阵接收的回波信号的方向往往是不断变化的。因此,必须用递推的信号子空间估计算法,来解决AUV探测声纳的多目标回波方向的估计问题。AUV上的探测声纳阵中换能器数目少,采样频率有限,同时回波信号角度变化较大,这时,普通PAST和NIC法跟踪可靠性很差。针对这一问题,我们构造了滑动窗的PAST法和滑动窗的NIC法,大大提高了跟踪可靠性,使其可以很好地应用到AUV上的声探测系统中。 展开更多

关键词 AUV 探测 声纳系统 回波信号 自适应子空间跟踪法 运动多目标方位估计

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基于白噪声加载近似的子空间相交方位估计方法

19

作者 宋志杰 万瑾 《数据采集与处理》 CSCD 北大核心 2009年第4期464-468,共5页

利用长线阵在水下多途声传播环境下估计源方位,子空间相交(Subspace intersection,SI)方法有很好的估计性能,本文旨在改善其稳定性。在分析得出SI稳定性差的原因是简正波阵列响应矩阵(Array response ma-trix,ARM)不满秩的基础上,本文... 利用长线阵在水下多途声传播环境下估计源方位,子空间相交(Subspace intersection,SI)方法有很好的估计性能,本文旨在改善其稳定性。在分析得出SI稳定性差的原因是简正波阵列响应矩阵(Array response ma-trix,ARM)不满秩的基础上,本文提出在ARM上加载白噪声(White noise loading approach of SI,WASI)来改善SI的稳定性,给出了自适应确定白噪声加载参数的方法,并设计假想实验考察了白噪声加载对WASI的影响。数值仿真结果表明,WASI很好地改善了SI的稳定性,对弱目标检测和源方位估计性能和SI接近相同。 展开更多

关键词 阵列信号处理 目标方位估计 子空间相交方法

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高阶声场传感器阵列超分辨方位估计方法研究 被引量：5

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作者 刘砚鸣 汪勇 杨益新 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期1452-1457,共6页

为了提高水声阵列在尺度受限情况下的方位估计性能,本文提出利用高阶声场传感器组成新型阵列的思路。高阶声场传感器基于相位模态理论,通过圆环孔径上多个声压传感器的接收信号提取高阶信息,从而以更简单易实现的物理结构获得与矢量传... 为了提高水声阵列在尺度受限情况下的方位估计性能,本文提出利用高阶声场传感器组成新型阵列的思路。高阶声场传感器基于相位模态理论,通过圆环孔径上多个声压传感器的接收信号提取高阶信息,从而以更简单易实现的物理结构获得与矢量传感器相似的多维信号结构,在此基础上构建高阶声场传感器阵列的信号模型,利用MUSIC方法进行超分辨方位估计性能的仿真分析,发现高阶声场传感器阵列能够获得比相同条件下矢量传感器阵列更好的方位估计精度和分辨能力。 展开更多

关键词 高阶声场传感器 相位模态理论 矢量传感器 目标方位估计 长矢量信号模型 MUSIC算法 分辨概率 均方根误差

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