基于微小型水下航行器的高精度目標(biāo)方位估計研究.pdf

1、隨著海洋資源探索的不斷深入和國防建設(shè)的不斷加強,微小型水下航行器的應(yīng)用越來越廣泛。水聲目標(biāo)方位估計(也即波達方向估計(DirectionOfArrival,DOA))作為微小型水下航行器眾多應(yīng)用的一個重要前提,也越來越發(fā)揮著巨大的作用。然而由于微小型水下航行器自身尺寸以及能量供應(yīng)等方面的限制,現(xiàn)有的水聲目標(biāo)DOA估計方法在實際應(yīng)用中往往會出現(xiàn)運算慢、精度不高等問題。因此,對于能夠有效提高方位估計精度、減少運算量、降低對載體尺寸要求的水聲

2、目標(biāo)DOA估計方法的研究迫不及待。
　　本文針對上述問題,在分析研究壓縮感知(CompressedSensing,CS)理論原理的基礎(chǔ)上,結(jié)合水聲目標(biāo)信號空間稀疏特點,構(gòu)建水聲目標(biāo)空間稀疏表示模型,提出了基于CS的水聲目標(biāo)DOA估計方法,在理論研究的基礎(chǔ)上通過仿真實驗與傳統(tǒng)的水聲目標(biāo)DOA估計方法進行比較和分析。仿真結(jié)果表明基于CS的水聲目標(biāo)DOA估計方法具有估計精度高、運算相對較小以對陣列尺寸要求相對較低的特點,為基于微小型水下

3、航行器平臺的水聲目標(biāo)DOA估計的應(yīng)用提供了有價值的技術(shù)思路或方法。
　　同時本文在基于CS的水聲目標(biāo)DOA估計研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合平滑l0范數(shù)法原理,建立基于平滑l0范數(shù)的快速水聲目標(biāo)DOA估計方法數(shù)學(xué)模型,研究了基于平滑l0范數(shù)的寬帶水聲信號DOA估計實現(xiàn)方法,并通過實驗仿真與現(xiàn)有的水聲目標(biāo)DOA估計方法在估計精度和運算時間等方面進行比較和分析,驗證該方法在運算時間上具有絕對優(yōu)勢的同時還具有相對較高的精度,在CS理論框架下為應(yīng)用于