水下目标参数估计的关键技术研究

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences博士学位论文作者姓名：任焦值指导教师：呈瞳』!I班塞虽主垦科堂暄直堂硒究所学位类别：王堂簋±学科专业：信曼生值息处理研究所：史垦抖堂院直堂硒究所2013年5月ByIRenShiwei】ADissertation／ThesisSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofEngineering【InstituteofAcoustics

2、lMay,2013中国科学院声学研究所学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：彳；伽韦日期：Ⅶ哆年岁月叼日学位论文使用授权说明本人完全了解中国科学院研究生院关于收集、保存、使用学位论文的规定，·按照中国科学院研究生院要求提交学位论文的印刷本和电子版本；·中国科学院研究生院与中国科学院声学研究所有权保存学位论文的印刷本

3、和电子版，并提供目录检索与阅览服务；·中国科学院研究生院与中国科学院声学研究所可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；(保密论文在解密后遵守此规定)论文作者签名：f坼导师签名：弓奶叫日期：Ⅶf，年r月≯。7日致谢首先衷心感谢我的导师马晓川研究员一直以来对我的关怀和悉心指导。马老师严谨治学的科研态度、宽广的学术视野、渊博的学识点点滴滴都影响着我，让我明白了什么是做学问、搞科研，一个科研工作者应该具备怎样的品质和精神。尽管工作十分繁忙，马老师仍然给予了我耐心指导，使我的研究工作和论文撰写得以顺利进行。感谢鄢社锋研究员在我硕博学习期间的具体帮助和指导。他对科研工作的执着和热情、精益求精

4、的工作作风和态度、深厚的理论功底以及优秀的科研素质给我留下了深刻印象，是我今后学习的榜样。感谢郝程鹏副研究员一直以来对我的鼓励和热心帮助。他一次次鼓励我撰写学术论文，耐心为我讲解投稿细节，帮助我修改论文，让我渐渐找到了科研的信心，发掘出自己潜能，在此表示衷心感谢和诚挚谢意!在此，还要特别感谢我的大学班主任王卫江副教授多年来对我的关心和帮助。在科学院攻读博士学位期间，王老师仍然对我的学习、工作和生活倾注了无私的关爱。他的为人师表，他的大仁大爱，他的兢兢业业无一不影响着我，塑造着我，指引着我。同时，感谢北京理工大学徐有根老师在学术上的交流、指导和帮助。感谢朱昀、杨力、鄢锦、李军、刘宇、尹丽老师

5、在学习过程中对我的帮助和指导。还要感谢声学智能制导实验室已经毕业的师兄师姐们，感谢韩洋、李璇、周晓萌、马蔚鹏、李晓敏、许琦、李莎莎、杨俊、王荣博、蔡龙、蔡宇、密铁宾、丰平、陈漠江、闫晟在学习上对我的帮助。感谢施博、商志刚、葛印超、秦博、袁东玉、彭程彦、张博、蒋理、林格平、王敏、林津丞、武佳薇、封超，和师弟师妹们一起学习和生活是一件十分愉快的事，每一次与你们的学术讨论都让我对知识有了更加深刻的认识和体会。感谢我的同窗李宾同学，他的乐观积极自始自终感染着我，五年来共同学习的点点滴滴是我人生中最宝贵的财富。最后，特别感谢我的父母、公婆以及丈夫马楠对我学业的无条件支持和理解。正是你们长期以来的关心

6、和爱护，理解和包容，让我有了克服万难的勇气和决心，使我能够专心科研，顺利完成学业。摘要目标参数估计是一种通过观测数据提取目标信息的信号处理方法。它是信号处理领域的主要组成部分，是雷达、声纳的重要任务之一。从信息提取类型上划分，参数估计主要包括目标方位、距离和径向速度估计。从信息提取方法上划分，它包括单参数估计和多参数联合估计。目标参数估计技术在雷达信号处理领域已经有取得了丰硕的研究成果，但相关理论无法直接应用于水声信号处理领域。目前，结合水声信道的复杂特性，解决水下目标的参数估计问题具有较大的研究空间和研究价值。本文针对水声传播特点，对水下目标参数估计的关键技术进行了理论研究和实验分析。本

7、文的主要贡献包括以下几个方面：1．利用宽带线性调频信号(Linearfrequencymodulation，LFM)的时频聚集性，提出一种基于分数阶傅里叶变换的时延一频移估计方法。该方法通过将接收回波变换到不同的分数域确定最优分数域位置。然后利用分数阶傅里叶变换与窄带模糊度函数之间的数学关系，将时频域二维匹配用分数域一维互相关代替。仿真实验表明，利用LFM信号良好的时频聚集性以及分数域互相关运算，可以有效提高估计精度，抑