一种基于空间离散网格动态更新的目标到达角度估计方法技术

本发明专利技术提供的是一种基于空间离散网格动态更新的目标到达角度估计方法，主要是为了解决阵列信号处理问题上DOA估计过程中所面临的空间离散网格失配的问题，属于阵列信号处理技术领域。对信号采样协方差矩阵进行特征值分解，通过基追踪的方法，找到距离真实角度最近的离散点，之后通过迭代对离散网格点进行动态更新，使离散网格点不断逼近目标的真实DOA值，从而进行多个目标到达角度的精确估计。本发明专利技术利用空间离散网格动态学习的方法有效的解决了空间离散网格适配问题，使得本算法即使在空间离散网格步长很大的情况下，依旧能够迅速的估计出DOA并保持很高的目标估计精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于空间离散网格动态更新的目标到达角度估计方法
本专利技术涉及一种均匀线阵上的基于空间离散网格动态更新的目标到达角度估计方法，属于阵列信号处理

技术介绍
阵列信号处理技术利用多传感器进行信号测量，从而利用信号的空域特性获得额外的空域自由度，相对于传统的一维信号处理技术具有较高的信号增益、强抗干扰性、高分辨率的优点。阵列信号处理技术经过多年的发展，已成功应用于天文观测、雷达、声呐、通信系统以及生物医学等领域。阵列信号处理技术主要包括自适应波束形成技术，高分辨率空间谱估计技术。目标到达角度方向估计即是高分辨率空间谱估计的重要内容。经过几十年的发展，目标到达角度估计算法已经发展出了最大似然估计(Maximumlikehood,ML)算法，Capon算法等，此外，受近十年来蓬勃发展的稀疏重构技术的影响，利用目标信号在空域的特性，诞生了一批基于稀疏重构的目标到达角度估计算法。离散网格失配问题是阵列信号处理中一个重要研究内容，主要出现在谱峰搜索、基于压缩感知的稀疏重构算法等需要将连续变量分解为离散变量的问题中。对于需要谱峰搜索的目标到达角度估计算法，主要有Capon算法、MUSIC本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于空间离散网格动态更新的目标到达角度估计方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、计算阵列天线的协方差矩阵；步骤二、计算噪声子空间；步骤三、构造广义阵列流型矩阵稀疏字典；步骤四、求解距离真是目标到达角度最近的离散网格点；步骤五、计算离散网格误差；步骤六、迭代更新离散网格点；步骤七、获得稳健目标到达角度估计值。

【技术特征摘要】
1.一种基于空间离散网格动态更新的目标到达角度估计方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、计算阵列天线的协方差矩阵；步骤二、计算噪声子空间；步骤三、构造广义阵列流型矩阵稀疏字典；步骤四、求解距离真是目标到达角度最近的离散网格点；步骤五、计算离散网格误差；步骤六、迭代更新离散网格点；步骤七、获得稳健目标到达角度估计值。2.根据权利要求1所述的一种基于空间离散网格动态更新的目标到达角度估计方法，其特征在于：所述的协方差矩阵计算过程具体如下：假设均匀线阵的天线阵元位置为d＝[d0,d1,...,dM-1]T，不是一般性的假设第一个天线为d0＝0，则dm＝(m-1)d，如果有K个远场且互不相关的目标照射到线阵上，假设目标来波方向为θ＝[θ1,θ2,...,θK]T，其中θk为第k个目标的来波方向，则在第t个快拍下的目标基带接收信号可以表示为：其中为第k个目标所对应的导向矢量，A＝[a(θ1),...,a(θK)]为阵列流型矩阵，n(t)为加性高斯白噪声，均值为0、方差为根据(1)给出的接收信号数学模型，理想阵列接收信号的协方差矩阵可以表示为：式中为信号协方差矩阵，Rn＝E[n(t)nH(t)]为噪声协方差矩阵，对于加性高斯白噪声，Rn可以表示为其中IM为M×M的单位阵，理想阵列接收信号协方差矩阵通常需要采用采样数据协方差矩阵替代：式中T表示快拍数。3.根据权利要求1或2所述的一种基于空间离散网格动态更新的目标到达角度估计方法，其特征在于：所述的计算噪声子空间的过程如下：对采样协方差矩阵进行特征值分解用于计算噪声子空间，即：式中Σs为中K个大的特征值，Σn为中M-K个小特征值，其中Es张成信号子空间，En张成噪声子空间。4.根据权利要求1或3所述的一种基于空间离散网格动态更新的目标到达角度估计方法，其特征在于：所述的构造广义阵列流型矩阵稀疏字典过程如下：Σn中M-K个小特征值在理想情况下与噪声功率相同，利用这一特性将采样协方差中的噪声...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，魏震宇，王犇，董福王，龚琳舒，李欣，黄平，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23