一种基于AR波数谱的水平阵动目标深度估计方法技术

本发明专利技术提出一种基于AR波数谱的水平阵动目标深度估计方法，步骤1、根据仿真或实验数据得到阵元域的声压，对其做常规波束形成得到波束域声压；步骤2、将AR模型应用于波束域声压得到AR波数谱，并据此估计水平波数；步骤3、对波束域做广义Hankel变换，得到基于FT的波数谱；步骤4、根据估计的水平波数和FT波数谱估计模态函数；步骤5、根据已有的环境信息计算拷贝模态函数；步骤6、将估计的模态函数和拷贝模态函数相关得到深度模糊函数，其峰值位置即为深度的估计值。本发明专利技术将目标距离和深度估计问题分开处理，估计目标深度时不受目标估计距离误差的影响，使得目标深度估计更稳健。

A depth estimation method for moving target of horizontal array based on AR wavenumber spectrum

【技术实现步骤摘要】
一种基于AR波数谱的水平阵动目标深度估计方法
本专利技术属于水声定位
，特别是涉及一种基于AR波数谱的水平阵动目标深度估计方法。
技术介绍
被动估计浅海声源的距离和深度一直是水声领域的难点问题，考虑到浅海波导声传播的复杂性，已有文献大多采用匹配场类方法进行定位。传统的匹配场利用已知的环境参数和声传播模型计算出的拷贝声场与实际测量得到的测量声场进行相关处理得到距离-深度模糊函数，通过搜索距离-深度函数的峰值即可获得声源位置。由于匹配场技术同时估计声源距离和深度，使得声源深度估计的结果依赖于声源距离估计的结果，而距离估计又对声速剖面较为敏感，这使得深度估计的稳健性下降。同时，匹配场多采用垂直阵或大孔径的水平阵，但在许多应用场合，受安装平台的尺寸限制，垂直阵或大孔径的水平阵往往难以应用。考虑到实际需求，相较于对声源距离估计，对声源深度估计的需求更为迫切。因此，近年来，使用较少的水听器进行声源深度估计成为新的研究热点。声源深度估计多采用模态滤波与匹配模相结合的方法，借助模态滤波得到模态强度，再利用匹配模处理估计声源深度，但模态滤波器要求较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于AR波数谱的水平阵动目标深度估计方法，其特征在于：具体包括以下步骤：/n步骤1、根据仿真或实验数据得到阵元域的声压，对其做常规波束形成得到波束域声压；/n步骤2、将AR模型应用于波束域声压得到AR波数谱，并据此估计水平波数；/n步骤3、对波束域做广义Hankel变换，得到基于FT的波数谱；/n步骤4、根据估计的水平波数和FT波数谱估计模态函数；/n步骤5、根据已有的环境信息计算拷贝模态函数；/n步骤6、将估计的模态函数和拷贝模态函数相关得到深度模糊函数，其峰值位置即为深度的估计值。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于AR波数谱的水平阵动目标深度估计方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤1、根据仿真或实验数据得到阵元域的声压，对其做常规波束形成得到波束域声压；
步骤2、将AR模型应用于波束域声压得到AR波数谱，并据此估计水平波数；
步骤3、对波束域做广义Hankel变换，得到基于FT的波数谱；
步骤4、根据估计的水平波数和FT波数谱估计模态函数；
步骤5、根据已有的环境信息计算拷贝模态函数；
步骤6、将估计的模态函数和拷贝模态函数相关得到深度模糊函数，其峰值位置即为深度的估计值。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述将AR模型应用于波束域声压得到AR波数谱，具体为：
首先，进行数据预处理：
y[n]＝B(rn)S(rn)n＝1,2...L(1)
其中，B(rn)为波束域数据，S(rn)的作用是补偿声场中的扩展损失并且可以直接从数据中获得，<>为平滑运算符；y[n]为线性系统的输出；rn为第n个位置对应的距离，L为数据个数；
其次，建立AR模型：



其中，p为AR模型的阶数，a[k]为构造AR模型的第k个系数，u...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹男，梁国龙，张毅锋，王燕，王晋晋，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23