拖线阵回转时阵形校正与噪声源定位联合估计方法、系统和计算装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种拖线阵回转时阵形校正与噪声源定位联合估计方法、系统和计算装置，所述联合估计方法包括如下步骤：初步估计拖线阵阵元的位置；初步定位声源位置；计算拖线阵中各阵元相对第1个阵元的延迟时间，并计算导向矢量与阵列流型矩阵；建立目标代价函数和约束条件以寻优求解拖线阵中各个阵元的修正量；根据初步估计阵形下的阵元位置以及拖线阵各个阵元的修正量，计算修正后的拖线阵阵元位置；基于二阶多项式拟合方法，对各个阵元位置进行曲线拟合，得到曲线拟合后的拖线阵阵元位置；基于新的阵元位置对阵列流型矩阵进行修正，在新的阵列流型下再次运用最小方差无失真响应算法定位声源位置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及目标定位，特别涉及一种拖线阵回转时阵形校正与噪声源定位联合估计方法、系统和计算装置，其中所述联合估计方法能实现阵形校正和噪声源联合估计，且校正阵形下噪声源定位精度更准确，不因旁瓣过高产生虚源。

技术介绍

1、拖曳线列阵声纳（即，拖线阵声纳）具有良好的水下探测性能，操作较为简便。拖曳线列阵声纳在对目标测向时，其阵形通常假设为一条直线。在应用时，用户对目标进行搜索、定位、跟踪等各个过程中，通常需要进行平台的机动以取得探测优势，如获得更远的探测距离、更高的搜索速率、更准确的目标定位和更有利的规避阵位等。拖线阵平台的这些机动，势必会对拖曳线列阵声纳的基阵阵形产生影响，使之发生畸变，从而偏离假设的直线形态。这种由于平台机动而导致的拖曳线列阵声纳基阵的实际阵形与理论假设之间的失配，会严重影响声纳的目标探测能力和测向精度，导致拖线阵平台难以对水下目标保持稳定跟踪和高精度定位，大大降低了使用效能。

2、到目前为止，拖曳线列阵阵形估计与校准技术可分为如下几种：（1）利用非声学传感器信息来估计阵形：在拖曳线列阵声学段加装姿态传感器，利用基阵不同位置处本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.拖线阵回转时阵形校正与噪声源定位联合估计方法，用于实现阵形校正和噪声源联合估计，其特征在于，所述联合估计方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的拖线阵回转时阵形校正与噪声源定位联合估计方法，其特征在于，在所述步骤S1中，首先，建立描述拖线阵阵形实时变化的运动控制方程组，并结合拖线阵使用特点确定求解此运动控制方程组的边界条件；其次，将偏微分方程组通过差分离散变成差分方程组；然后，利用数值计算方法求解数值解以得到拖线阵在回转中的初步估计位置，计算后，各阵元轴上的初步估计坐标矢量为，各阵元轴上的初步估计坐标矢量为。

3.根据权利要求1所述的拖线阵回转时阵形校正与...

【技术特征摘要】

1.拖线阵回转时阵形校正与噪声源定位联合估计方法，用于实现阵形校正和噪声源联合估计，其特征在于，所述联合估计方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的拖线阵回转时阵形校正与噪声源定位联合估计方法，其特征在于，在所述步骤s1中，首先，建立描述拖线阵阵形实时变化的运动控制方程组，并结合拖线阵使用特点确定求解此运动控制方程组的边界条件；其次，将偏微分方程组通过差分离散变成差分方程组；然后，利用数值计算方法求解数值解以得到拖线阵在回转中的初步估计位置，计算后，各阵元轴上的初步估计坐标矢量为，各阵元轴上的初步估计坐标矢量为。

3.根据权利要求1所述的拖线阵回转时阵形校正与噪声源定位联合估计方法，其特征在于，在所述步骤s2中，基于最小方差无失真响应聚焦波束形成算法初步定位声源位置的计算公式如下：，其中为阵列导向矢量，为阵列协方差矩阵，表示求逆，表示空间谱，根据阵列空间谱函数峰值，可估计声源的估计位置，其中、分别表示第个声源在轴、轴上的二维坐标值。

4.根据权利要求1所述的拖线阵回转时阵形校正与噪声源定位联合估计方法，其特征在于，在所述步骤s3中，根据估计的声源位置计算拖线阵中各阵元相对第1个阵元的延迟时间为：，其中表示第个阵元到第个声源之间的距离，表示参考阵元到第个声源之间的距离，表示声速，、分别表示第个声源在轴、轴上的二维坐标值，、分别表示第个阵元在轴、轴上的二维坐标值，表示声源的索引，、分别表示第1个阵元在轴、轴上的二维坐标值，第1个阵元当作参考阵元；

5.根据权利要求1所述的拖线阵回转时阵形校正与噪声源定位联合估计方法，其特征在于，在所述步骤s4中，基于所计算的阵列流型矩阵，建立目标代价函数和约束条件以寻优求解拖线阵各个阵元修正量，其目标代价函数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张学波，
申请(专利权)人：海底鹰深海科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：