基于壓縮感知的水下目標(biāo)回波信號(hào)處理技術(shù)研究.pdf

1、水下目標(biāo)回波信號(hào)是主動(dòng)聲吶探測(cè)和識(shí)別的基礎(chǔ)。水下環(huán)境復(fù)雜多變，存在各種噪聲和干擾，尤其隨著隱身技術(shù)的發(fā)展和各種小目標(biāo)的出現(xiàn)，使得目標(biāo)回波信號(hào)越來(lái)越弱，因此，弱回波信號(hào)檢測(cè)和處理問(wèn)題是水聲信號(hào)處理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題。另外，為了提高系統(tǒng)的探測(cè)精度，增加抗干擾能力，提高目標(biāo)檢測(cè)概率等，需要不斷增加信號(hào)帶寬。然而帶寬的增加使得數(shù)據(jù)量急劇增大，給信號(hào)的采集、存儲(chǔ)、傳輸和處理等帶來(lái)極大的負(fù)擔(dān)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴闡述了研究背景和

2、意義，并對(duì)壓縮感知理論以及其在水下信號(hào)處理中的應(yīng)用進(jìn)行了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述，給出了本論文的研究思路和結(jié)構(gòu)安排。⑵以壓縮感知理論為基礎(chǔ)，重點(diǎn)研究了幾種常見的稀疏基、測(cè)量矩陣、匹配追蹤的重構(gòu)算法以及相應(yīng)的改進(jìn)算法，給出了信號(hào)重構(gòu)效果測(cè)衡量標(biāo)準(zhǔn)，并從水下回波信號(hào)基本理論出發(fā)，采用亮點(diǎn)模型實(shí)現(xiàn)了水下回波信號(hào)的仿真。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，比較了不同稀疏基、不同測(cè)量矩陣及不同重構(gòu)算法對(duì)水下回波信號(hào)處理結(jié)果的影響，提出基于離散余弦稀疏基、高斯隨機(jī)

3、矩陣和分段正交匹配追蹤算法的壓縮感知處理框架。⑶充分分析水下回波信號(hào)的形成原理和結(jié)構(gòu)特性，研究回波信號(hào)與入射信號(hào)的關(guān)系、回波信號(hào)的分塊特性等，將入射信號(hào)和塊稀疏特性作為先驗(yàn)信息，融入稀疏分解和重構(gòu)過(guò)程，提出融入先驗(yàn)信息的壓縮感知處理方法。并進(jìn)一步應(yīng)用到水下回波信號(hào)處理中，采用信噪比的提高量、匹配度、相對(duì)誤差等指標(biāo)衡量了該方法的處理效果。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分顯示了該方法在提高信噪比和減少數(shù)據(jù)量方面的優(yōu)勢(shì)。⑷總結(jié)了本文的主要工作和創(chuàng)新，并對(duì)下一