基于稀疏重建的高分辨力匹配場(chǎng)源定位.pdf

1、匹配場(chǎng)處理是目前水下被動(dòng)源定位的主要手段之一，其研究熱點(diǎn)包含發(fā)展具有高分辨能力、寬容性以及適用于少快拍場(chǎng)景的算法。常規(guī)匹配場(chǎng)處理分辨能力低、旁瓣較高，目前已有的高分辨力匹配場(chǎng)處理大都依賴于較多的獨(dú)立時(shí)間樣本且對(duì)環(huán)境失配敏感，這些算法主要利用海洋環(huán)境知識(shí)和聲壓場(chǎng)數(shù)據(jù)。論文在此基礎(chǔ)上挖掘并利用水下源目標(biāo)信號(hào)在空間域的稀疏特性，研究一種基于稀疏重建的高分辨力匹配場(chǎng)源定位方法。
　　 論文從窄帶匹配場(chǎng)源定位出發(fā)，將搜索區(qū)域離散化并將源定

2、位問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)榍蠼饩€性方程，其中待求解的信號(hào)為離散柵格點(diǎn)上的信號(hào)強(qiáng)度或功率，它具有稀疏特性。由于陣元數(shù)目通常小于柵格點(diǎn)數(shù)，因此系統(tǒng)方程是欠定的，根據(jù)壓縮傳感理論，可以采用稀疏重建算法求解該方程。論文重點(diǎn)發(fā)展了基于壓縮傳感和相關(guān)矩陣的方法(Compressive Sensing and correlation matrix based method，簡(jiǎn)稱CS-R)，基于數(shù)據(jù)相關(guān)矩陣建立系統(tǒng)方程，以增加觀測(cè)值和稀疏度的比值，并將系統(tǒng)維度降至最

3、低，該系統(tǒng)方程可以等效于常規(guī)匹配場(chǎng)處理的目標(biāo)函數(shù)，使得CS-R可具有魯棒性。它采用l1范數(shù)約束目標(biāo)空間分布的稀疏性，通過(guò)稀疏重建算法使得估計(jì)的空間譜具有高分辨能力和旁瓣抑制能力。此外，CS-R不要求采樣協(xié)方差矩陣滿秩，因此其性能對(duì)快拍數(shù)的依賴程度較弱。
　　 論文進(jìn)一步延續(xù)窄帶匹配場(chǎng)處理的工作，研究基于稀疏重建的寬帶匹配場(chǎng)處理。在寬帶模型下，將各個(gè)頻率點(diǎn)的信號(hào)稀疏表示形式組合為一個(gè)擴(kuò)展向量，該擴(kuò)展向量具有塊稀疏性。在此基礎(chǔ)上，構(gòu)