浅海中单矢量水听器高分辨方位估计方法.pdf

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1、第35卷第2期哈尔滨工程大学学报Vo1．35No．22014年2月JournalofHarbinEngineeringUniversityFeb．2014浅海中单矢量水听器高分辨方位估计方法李楠松，朴胜春，宋海岩，张海刚(1．哈尔滨工程大学水声技术重点实验室，黑龙江哈尔滨150001；2．黑龙江工程学院电气与信息工程学院，黑龙江哈尔滨150050)摘要：为了提高单矢量水听器高分辨方位估计在浅海环境中的性能，充分考虑信道对声传播的影响，将海洋声传播物理模型与稳健自适应波束形成方法相结合，并根据单矢量水听器

2、阵列流型的特点提出了基于简正波理论的单矢量水听器矢量最优化算法，实现了单矢量水听器的高分辨方位估计。计算机仿真结果表明，该算法依靠单个矢量水听器便可实现窄带信号和宽带信号的高分辨方位估计，并且在足够的信噪比下，能够达到无偏估计。海试数据处理结果验证了算法的正确性和有效性。关键词：简正波模型；单矢量水听器；高分辨方位估计；矢量最优化算法；声传播doi：10．3969／j．issn．1006—7043．201212032网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／doi／10．3969／

3、j．issn．1006—7043．201212032．html中图分类号：TB566文献标志码：A文章编号：1006—7043(2014)02—0208—08Researchonhigh-resolutionDOAbasedonsinglevectorhydrophoneinshallowwaterLINansong，PIAOShengchun，SONGHaiyan，ZHANGHaigang(1．ScienceandTechnologyonUnderwaterAcousticLaboratory，Har

4、binEngineeringUniversity，Harbin150001，China；2．SchoolofElectricalandInformationEngineering，HeilongjiangInstituteofTechnology，Harbin150050，China)Abstract：Inordertoincreasetheperformanceofthehigh·resolutionDOAestimationforthesinglevectorhydro--phoneinshallo

5、wseas，theimpactcausedbythechannelonsoundpropagationisfullyconsidered．Bycombiningtheoceansoundpropagationphysicalmodelandtherobustadaptivebeamformingmethod，thevectoroptimizationalgorithmbasedonthesinglevectorhydrophoneandnormalmodetheoryisproposedaccordin

6、gtothearraymanifoldcharacteristicsofthesinglevectorhydrophonethenthehi【gh-resolutionDOAestimationofthesinglevectorhydro-phoneisrealized．SimulationresultsshowthatthealgorithmmayrealizetheDOAestimationofnarrowbandandwidebandsignalsonlybyutilizingasinglevec

7、torhydrophone，inaddition，whentheSNR(signal-to—noiseratio)ishighenough，theestimationwithoutbiasmayberealized．Theresultsoftheseatrialdataprocessingverifytheac-curacyandeffectivenessofthealgorithm．Keywords：normal—modemodel；singlevectorhydrophone；high—resolu

8、tionDOAestimation；vectoroptimizational-gorithm；soundpropagation与传统的声压标量水听器不同，矢量水听器可信号处理研究的一个重要领域¨。J。近年来，国内以同时、共点地测量声场中该处的声压和3个方向外关于单矢量水听器方位估计问题取得了一些研究上的振速，即依靠单个矢量水听器就可以完成水下成果，如文献[4]给出了4种基于声强流谱的单矢目标的方位估计，因而它的应用受到越来越大的重量水听器方