小尺度矢量傳感器陣定位的理論與應(yīng)用研究.pdf

1、小尺度矢量傳感器陣定位的理論與應(yīng)用研究是當(dāng)前水聲信號(hào)處理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。聲學(xué)矢量傳感器的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)聲納只處理聲場(chǎng)中聲壓信息的局面。與聲矢量傳感器的出現(xiàn)相對(duì)應(yīng),在水聲信號(hào)處理領(lǐng)域中,一種嶄新的聲壓振速聯(lián)合信息處理技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。應(yīng)用聲學(xué)矢量傳感器可以將幾十米長(zhǎng)的基陣縮小為幾十厘米大小,實(shí)現(xiàn)基陣的小型化,適用于對(duì)水下目標(biāo)的遠(yuǎn)程檢測(cè)、跟蹤、定位。
　　 本文主要針對(duì)小尺度矢量傳感器陣的目標(biāo)定位和跟蹤相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行討論,包括矢量陣波

2、束形成、目標(biāo)的精確測(cè)向與定位及對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤等等。由傳統(tǒng)聲壓傳感器組成的小尺度陣對(duì)低頻信號(hào)分辨能力非常差,幾乎沒(méi)有指向性,而大多數(shù)水下航行體都向外輻射數(shù)十赫茲到數(shù)千赫茲的低頻信號(hào),要利用這些低頻信號(hào)進(jìn)行處理,聲納設(shè)備必須使用大基陣,才能在低頻段產(chǎn)生指向性。而小尺度的矢量陣在甚低頻也同樣有指向性,這顯示了矢量傳感器的優(yōu)越性,非常適合在小尺度聲納平臺(tái)上應(yīng)用。由于基陣尺度小,基元之間的時(shí)延值非常小,因此在小尺度聲納中時(shí)延的精確估計(jì)非常重要

3、。常用的時(shí)延估計(jì)方法很多依賴于對(duì)接收信號(hào)和噪聲統(tǒng)計(jì)先驗(yàn)知識(shí)的了解,實(shí)際工作中,如果得不到這些信息,時(shí)延估計(jì)的精度就會(huì)大大下降。自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)方法只需要很少或者不需要對(duì)輸入信號(hào)、噪聲的先驗(yàn)統(tǒng)計(jì)知識(shí)的了解,非常適合于時(shí)變、空變的水下測(cè)量環(huán)境。本文簡(jiǎn)要介紹了自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)理論,并通過(guò)LMS自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)器和一種新穎的直接式自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)器快速準(zhǔn)確地測(cè)定目標(biāo)的方位角和俯仰角。目標(biāo)的方位包含了目標(biāo)的位置信息,目標(biāo)線譜的多普勒頻移包含著目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)信