一种基于解卷积算法的水下自主航行器回坞方法技术

本发明专利技术公开了一种基于解卷积算法的水下自主航行器回坞方法，本发明专利技术利用水声传播收发互易的特性，使用解卷积算法对声纳上面垂直线阵的接收信号进行处理，得到波束模式图，将此波束模式图作为指向性声源的波束模式图，通过程序绘制声场图，理论上，声场能量最高的地方就是原始声源的位置；当水下自主航行器距离声源比较远的时候，可以通过不断地搜索来逐渐逼近声源，最终到达声源，实现水下声源的中远距离定位。本发明专利技术的解卷积算法具有窄的波束和低的旁瓣，可以更加精确地定位声源位置；利用解卷积算法的高分辨力和高增益，可以探测远场目标，极大地扩展了声源目标探测范围，增加了水下自主航行器的活动范围；通过重复搜索定位运动声源的位置。

【技术实现步骤摘要】
一种基于解卷积算法的水下自主航行器回坞方法
本专利技术属于水下声源定位领域，尤其涉及一种基于解卷积算法的水下自主航行器回坞方法。
技术介绍
随着海洋开发的日益深入，水下自主航行器在海洋信息收集和探测领域的作用愈发凸显。当水下自主航行器完成任务之后，它需要返回水下船坞(漂浮式或拖曳式停靠站)充电，以便为下一次任务做好准备。水下自主航行器回坞方法渐渐成为研究热点。目前所使用的坞站定位方法假定坞站始终位于海底。它通过对水下自主航行器接收的声学信号进行常规波束处理来获得坞站的方向角。水下自主航行器找不到坞站的一个原因就是信号信噪比有时候比较低，噪声会使最高能量波束的方向错位。水下自主航行器朝最高能量波束的方向移动，这可能导致错误的结果。因此，水下自主航行器会多次尝试搜索坞站，并且有时无法准确到达坞站。本专利技术为水下自主航行器直接到达坞站寻找高信噪比的路径，大大提高了对接的成功率。为了方便水下自主航行器的能源补给和保持其机动性，水下自主航行器通常需要漂浮式或拖曳式停靠站，而不是停泊在海底的停靠站。停泊在海底的坞站需要在海底铺设长距离的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于解卷积算法的水下自主航行器回坞方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)首先采用常规波束形成算法处理水下自主航行器中的水平水听器的接收声压信号x得到空间功率谱p(φ

【技术特征摘要】
1.一种基于解卷积算法的水下自主航行器回坞方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)首先采用常规波束形成算法处理水下自主航行器中的水平水听器的接收声压信号x得到空间功率谱p(φx)，然后根据p(φx)采用解卷积波束形成算法处理得到声源分布s(φx)，最后根据s(φx)得到声源在水平方向上相对于水下自主航行器的方位角φxd；其中，φx为方位角角度变量。
(2)对水下自主航行器中的垂直水听器的接收声压信号y进行与步骤(1)相同的处理，得到声源在垂直方向上相对于水下自主航行器的声源分布s(φy)和方位角φyd等。
(3)根据步骤(2)得到的声源分布s(φy)，采用Bellhop程序绘制水下自主航行器当前位置对应的声场图，其中声场能量最大值所在的位置就是声源的位置。
(4)将步骤(2)得到的方位角φyd的相反数作为水下自主航行器前进的俯仰角。
(5)水下自主航行器从当前位置w0开始沿着步骤(1)得到的方位角φxd在水平方向上前进一段设定的距离l1到达下一个位置w1，重复执行步骤(1)～(4)得到位置w1对应的方位角φxd、俯仰角-φyd和声场图；比较位置w0和w1对应的声场图中的能量最大值：
(5.1)如果位置w0对应的声场图中的能量最大值更大，则返回位置w0并继续沿着返回方向前进距离l1到达位置w-1，再比较位置w-1和w0对应的声场图中的能量最大值：
(5.1.1)如果位置w0对应的声场图中的能量最大值更大，则返回位置w0。
(5.1.2)如果位置w-1对应的声场图中的能量最大值更大，则继续沿返回方向前进距离l1，直到下一个位置wk-1对应的声场图中的能量最大值...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨子江，张建国，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33