【技术实现步骤摘要】
基于空域解卷积处理的浅海水平阵被动定位方法及系统
本专利技术涉及被动声纳系统领域，水下目标被动定位领域，尤其涉及基于空域解卷积处理的浅海水平阵被动定位方法及系统。
技术介绍
水下目标被动定位是被动声纳的关键功能之一，也是实现后续定位跟踪等功能的基础。被动定位方法有传统三阵元法，匹配场处理、基于波导不变量的方法、基于机器学习的方法等。现有技术在解决浅海水平阵被动定位方面存在精度低和鲁棒性差等问题。基于阵不变量的方法由于其环境敏感度低，可以在较小时间窗内实现定位和计算量较低等诸多优势，近些年受到了广泛的关注。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术缺陷，提出了基于空域解卷积处理的浅海水平阵被动定位方法及系统。在阵不变量的方法的基础上，在未大幅增加计算量的情况下，实现了更高精度的定位。为了实现上述目的，本专利技术提出了一种基于空域解卷积处理的浅海水平阵被动定位方法，所述方法包括：使用N元水平均匀线阵，接收水下声场中目标声源的辐射信号，通过对水听器采集的声压信号频谱分析，得到每个阵元的接收...
【技术保护点】
1.一种基于空域解卷积处理的浅海水平阵被动定位方法，所述方法包括：/n使用N元水平均匀线阵，接收水下声场中目标声源的辐射信号，通过对水听器采集的声压信号频谱分析，得到每个阵元的接收信号频谱；/n根据接收信号频谱，通过盲解卷积计算得到频域格林函数的估计值；/n对频域格林函数的估计值进行逆傅里叶变换，从得到的各阵元时域格林函数提取目标多径相对入射时间，然后通过解卷积处理方法，计算得到目标多径入射角；/n根据目标多径入射角计算得到阵不变量；/n根据阵不变量计算得到目标声源的距离，从而实现对目标声源的定位。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于空域解卷积处理的浅海水平阵被动定位方法，所述方法包括：
使用N元水平均匀线阵，接收水下声场中目标声源的辐射信号，通过对水听器采集的声压信号频谱分析，得到每个阵元的接收信号频谱；
根据接收信号频谱，通过盲解卷积计算得到频域格林函数的估计值；
对频域格林函数的估计值进行逆傅里叶变换，从得到的各阵元时域格林函数提取目标多径相对入射时间，然后通过解卷积处理方法，计算得到目标多径入射角；
根据目标多径入射角计算得到阵不变量；
根据阵不变量计算得到目标声源的距离，从而实现对目标声源的定位。
2.根据权利要求1所述的基于空域解卷积处理的浅海水平阵被动定位方法，其特征在于，所述使用N元水平均匀线阵，接收水下声场中目标声源的辐射信号，通过对水听器采集的声压信号频谱分析，得到每个阵元的接收信号频谱；具体为：
N元水平均匀线阵位于y轴，其中心阵元位置为(0,0,z0)，z0为中心阵元在z轴坐标；
位于rn＝(0,yn,z0)的第n个阵元的接收信号频谱Pn(ω)为：
其中，yn为第n个阵元在y轴的坐标值，ω为角频率，G(rn,rs,ω)为位于rs的目标声源和n个阵元之间的格林函数，1＜n＜N，Φs(ω)为目标声源信号的相位分量，S(ω)为目标声源信号的频谱：
3.根据权利要求2所述的基于空域解卷积处理的浅海水平阵被动定位方法，其特征在于，所述根据接收信号频谱，通过盲解卷积计算得到频域格林函数的估计值；具体为：
对接收信号频谱Pn(ω)进行常规波束形成，计算得到波束形成结果F(ω,φ)：
其中，φ为水平方位角，Tk为第k条入射路径的入射时间，k∈(1,K)，K为入射路径总数；
根据F(ω,φ)计算波束能量结果，由波束能量结果的最大值得到波束形成结果的相位ψ(ω,φ)：
ψ(ω,φ)＝Φs(ω)-ωTk；
从Pn(ω)中移除声源信号的相位分量，得到第n个阵元的频域格林函数的估值
其中，G(rn,rs,ω)为第n个阵元的频域格林函数的理论值。
4.根据权利要求3所述的基于空域解卷积处理的浅海水平阵被动定位方法，其特征在于，所述对频域格林函数的估计值进行逆傅里叶变换，从得到的各阵元时域格林函数提取目标多径相对入射时间，然后通过解卷积处理方法，计算得到目标多径入射角；具体包括：
将频域格林函数G(rn,rs,ω)用一组射线表示为：
其中，Ak为第k条入射路径的幅值，θk是声源第k条入射路径的掠射角，τn(θk,φ)为第k条入射路径在第n个阵...
【专利技术属性】
技术研发人员：迟骋，王宇杰，李宇，黄海宁，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。