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：2

2

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

3

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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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

4

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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一种复域压缩感知目标方位估计方法 被引量：1

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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复杂混响背景下声呐基阵的目标方位估计算法 被引量：3

6

作者 张国光 《舰船电子工程》 2017年第1期22-26,共5页

在复杂混响背景下目标方位估计精度受到干扰限制较大,提出一种基于声呐基阵多源信息跟踪融合的复杂混响背景下目标方位估计算法。首先建立声呐基阵的多传感器分布式阵列信号处理模型,对声呐传感器阵列的传输信道模型进行空间重构和向量... 在复杂混响背景下目标方位估计精度受到干扰限制较大,提出一种基于声呐基阵多源信息跟踪融合的复杂混响背景下目标方位估计算法。首先建立声呐基阵的多传感器分布式阵列信号处理模型,对声呐传感器阵列的传输信道模型进行空间重构和向量量化分解,建立Kalman滤波器进行混响抗干扰滤波,然后采用多源信息跟踪融合方法进行声呐基阵的目标方位和速度等信息的联合估计。最后进行仿真测试,结果表明,采用该方法进行复杂混响背景下声呐基阵的目标方位估计的精度较高,对水下目标的量化跟踪性能较好,实现了对目标的准确定位和检测。 展开更多

关键词 混响 声呐基阵 目标方位估计 KALMAN滤波 信息融合

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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

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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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基于LabVIEW的水声信号处理与目标方位估计仿真研究 被引量：1

9

作者 张子涵 曾庆军 《舰船电子工程》 2011年第8期105-108,共4页

利用LabVIEW软件开发了一套水声信号处理与目标方位估计的仿真演示系统。该系统针对水声信号的特点,搭建了信号发生、滤波处理、时频分析等处理单元,具有较强的水声信号处理能力。此外,将LabVIEW和MATLAB混合编程技术应用于水声信号处理... 利用LabVIEW软件开发了一套水声信号处理与目标方位估计的仿真演示系统。该系统针对水声信号的特点,搭建了信号发生、滤波处理、时频分析等处理单元,具有较强的水声信号处理能力。此外,将LabVIEW和MATLAB混合编程技术应用于水声信号处理中,实现了水下目标方位角的估计。仿真结果表明了该演示系统的有效性。 展开更多

关键词 虚拟仪器 水声信号处理 目标方位估计 MATLAB

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阵列幅相误差条件下的目标方位估计 被引量：2

10

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

11

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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基于CS-MVDR的多目标方位估计新方法 被引量：2

12

作者 刘尚 蒋金华 +1 位作者 段海洋 杜飞飞 《雷达与对抗》 2023年第1期26-30,64,共6页

针对空时欠采样条件下多目标方位估计存在的问题,将压缩感知理论引入到最小方差无畸变响应(MVDR)方法中进行多目标方位估计,通过空间角度网格划分形式实现信号在空时域的稀疏性表示,利用空间谱估计恢复重构空间稀疏向量,从而实现空间上... 针对空时欠采样条件下多目标方位估计存在的问题,将压缩感知理论引入到最小方差无畸变响应(MVDR)方法中进行多目标方位估计,通过空间角度网格划分形式实现信号在空时域的稀疏性表示,利用空间谱估计恢复重构空间稀疏向量,从而实现空间上多信号入射角的方位估计。该方法不仅运算量低,在低信噪比、低阵元采样数、高估计精度和稳健性等方面的优势更为突出。 展开更多

关键词 CS-MVDR 空时欠采样 多目标方位估计

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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：2

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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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基于傅里叶积分法的非对称平面阵目标方位估计方法

14

作者 向龙凤 肖开奇 《电子信息对抗技术》 2018年第6期6-11,37,共7页

针对声呐浮标基阵受平台尺寸的影响而信号处理增益及方位分辨力有限的问题,提出了基于傅里叶积分法的适用于非对称平面阵的目标方位估计方法。首先,在傅里叶积分法的基础上,推导了适用于非对称平面阵的目标方位估计理论公式;其次,在各... 针对声呐浮标基阵受平台尺寸的影响而信号处理增益及方位分辨力有限的问题,提出了基于傅里叶积分法的适用于非对称平面阵的目标方位估计方法。首先,在傅里叶积分法的基础上,推导了适用于非对称平面阵的目标方位估计理论公式;其次,在各向同性噪声场背景下,计算机仿真分析了该方法的弱目标探测能力、多目标分辨性能及稳健性。理论分析和仿真实验表明,所提方法可以获得远大于原始基阵孔径的虚拟阵列,在低信噪比下可以获得优于传统自适应波束形成的目标方位估计性能,且具有较好的稳健性。 展开更多

关键词 傅里叶积分法 非对称平面阵 目标方位估计

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基于RJMCMC方法的水下被动目标声源数和方位联合估计 被引量：1

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作者 陈钊 刘郑国 +2 位作者 王海燕 申晓红 和斌 《鱼雷技术》 2011年第6期415-422,共8页

针对传统的子空间类宽带信号处理方法需要较多的信号快拍数才能取得较好的估计效果这一问题,本文将一种基于时域宽带信号模型的贝叶斯高分辨估计方法用于水下被动目标的方位估计(DOA)。该方法使用宽带信号的时域模型,依据贝叶斯准则构... 针对传统的子空间类宽带信号处理方法需要较多的信号快拍数才能取得较好的估计效果这一问题,本文将一种基于时域宽带信号模型的贝叶斯高分辨估计方法用于水下被动目标的方位估计(DOA)。该方法使用宽带信号的时域模型,依据贝叶斯准则构建所需参数的后验概率密度函数,并采用可逆跳变马尔科夫链蒙特卡罗(RJMCMC)方法执行贝叶斯计算,对后验概率密度函数进行峰值搜索。由于其能够在不同维的参数空间中跳转,因此可以进行模型阶数(声源数)和目标方位的联合估计。与传统的子空间类方法相比,这一方法能直接在时域进行信号处理且仅需显著较少的信号快拍数。仿真结果表明,RJMCMC算法能较好地估计出声源数和目标方位。 展开更多

关键词 被动目标方位估计 时域宽带模型 贝叶斯高分辨 模型阶数检测 可逆跳变马尔可夫链蒙特卡罗(RJMCMC)

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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

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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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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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水下被动目标参数估计的群体蒙特卡罗方法

19

作者 陈钊 王海燕 +1 位作者 刘郑国 申晓红 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1087-1093,1262,共8页

将一种基于时域宽带信号模型的贝叶斯高分辨方位估计方法用于水下被动目标参数估计,与传统的子空间类方法相比,该方法只需要较少的信号快拍数且仅需实数运算。同时采用群体蒙特卡罗(PMC)方法执行贝叶斯计算,能进行模型阶数和方位的联合... 将一种基于时域宽带信号模型的贝叶斯高分辨方位估计方法用于水下被动目标参数估计,与传统的子空间类方法相比,该方法只需要较少的信号快拍数且仅需实数运算。同时采用群体蒙特卡罗(PMC)方法执行贝叶斯计算,能进行模型阶数和方位的联合估计,其良好的并行处理能力可显著减少程序运行时间。针对较复杂的三声源情况进行了仿真,仿真结果显示该算法给出了很好的模型阶数和方位估计性能。 展开更多

关键词 被动目标方位估计 水下目标宽带辐射噪声 时域宽带信号模型 贝叶斯高分辨 模型阶数选择 群体蒙特卡罗

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基于声能流矢量补偿的水下目标高精度DOA估计 被引量：5

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作者 白兴宇 欧宏飞 +1 位作者 姜煜 任龙平 《电子科技》 2020年第8期34-39,共6页

针对各向异性噪声对水下目标方位估计精度产生严重干扰的问题,文中提出了一种基于声能流矢量补偿的水下目标高精度DOA估计方法。该方法基于声压和质点振速联合信息处理技术,在有效降低各向同性噪声影响的同时得到各向异性噪声源分布模型... 针对各向异性噪声对水下目标方位估计精度产生严重干扰的问题,文中提出了一种基于声能流矢量补偿的水下目标高精度DOA估计方法。该方法基于声压和质点振速联合信息处理技术,在有效降低各向同性噪声影响的同时得到各向异性噪声源分布模型,并根据各向异性噪声场声能流模型对各向异性噪声进行矢量补偿,进一步实现了对各向异性噪声的抑制,达到高精度估计的目的。通过数值仿真对该方法的性能进行了验证。仿真结果表明,在20 dB以下,文中方法精度均高于常规复声强器DOA估计,精度最高提高了21%。 展开更多

关键词 矢量水听器 复声强器 多目标方位估计 各向异性噪声 声能流 高精度DOA估计

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