基于矢量水聽器陣列的目標(biāo)跟蹤定位.pdf

1、矢量水聽器較于聲壓水聽器具有更好的空間指向性，廣泛應(yīng)用于水聲領(lǐng)域。本文主要研究了基于矢量水聽器陣列對水下目標(biāo)的定位和跟蹤問題。
　　首先，介紹了矢量水聽器及水下目標(biāo)跟蹤定位相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;介紹了水下傳播模型和水聲信道特性;討論了常規(guī)波束形成算法，介紹了波束形成的性能指標(biāo)。
　　然后，介紹了矢量水聽器的信號模型，矢量水聽器能夠獲取聲場中的振速信息，較于聲壓水聽器具有更好的指向性;介紹了矢量陣列的常規(guī)波束形成(CBF，

2、Conventional Beamforming)算法，分析了算法性能;介紹了矢量陣的高分辨率波束形成算法:多重信號分類(MUSIC，Multiple Signal Classification)算法和最小方差無失真響應(yīng)(MVDR，Minimum Variance without Distortion)算法的原理，分析了算法性能;介紹解相干波達(dá)方向估計算法，該算法通過空間平滑方法可以實現(xiàn)信源的解相干;通過實驗對比了聲壓陣列和矢量陣列的常

3、規(guī)波束形成算法和高分辨率算法的指向性，驗證了信源的相干性對波達(dá)方向(DOA，direction of Arrival)估計性能的影響，和解相干DOA算法的有效性。
　　接著，介紹了艦船噪聲的建模方法，將艦船噪聲分為連續(xù)譜分量和線譜分量分別建模;介紹了基于非相干子空間處理方法方法(ISM，Incoherent Signal-subspace method)的寬帶DOA估計算法，ISM算法將寬帶信號分解為若干窄帶信號，將寬帶DOA問題

4、轉(zhuǎn)化為窄帶DOA問題，并分析算法性能;介紹了恒束寬的寬帶DOA估計算法，基于空間重采樣算法調(diào)整有效陣元間距，確保不同頻段空間譜具有相同主瓣寬度，避免波形失真。通過仿真實驗驗證了艦船噪聲建模的有效性，對比了方法和恒束寬DOA估計算法在艦船輻射噪聲信號下的性能。
　　最后，介紹了預(yù)測運動目標(biāo)方位的運動濾波算法;介紹了多目標(biāo)跟蹤的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法，提出了基于艦船噪聲線譜特征的關(guān)聯(lián)方法;通過實驗對多目標(biāo)跟蹤問題進(jìn)行仿真，對比了基于不同的DOA