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)聲納只處理聲場中聲壓信息的局面。與聲矢量傳感器的出現(xiàn)相對應(yīng),在水聲信號處理領(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的基陣縮小為幾十厘米大小,實現(xiàn)基陣的小型化,適用于對水下目標(biāo)的遠(yuǎn)程檢測、跟蹤、定位。
　　 本文主要針對小尺度矢量傳感器陣的目標(biāo)定位和跟蹤相關(guān)問題進(jìn)行討論,包括矢量陣波

2、束形成、目標(biāo)的精確測向與定位及對運(yùn)動目標(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低頻信號分辨能力非常差,幾乎沒有指向性,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,要利用這些低頻信號進(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上應(yīng)用。由于基陣尺度小,基元之間的時延值非常小,因此在小尺度聲納中時延的精確估計非常重要

3、。常用的時延估計方法很多依賴于對接收信號和噪聲統(tǒng)計先驗知識的了解,實際工作中,如果得不到這些信息,時延估計的精度就會大大下降。自適應(yīng)時延估計方法只需要很少或者不需要對輸入信號、噪聲的先驗統(tǒng)計知識的了解,非常適合于時變、空變的水下測量環(huán)境。本文簡要介紹了自適應(yīng)時延估計理論,并通過LMS自適應(yīng)時延估計器和一種新穎的直接式自適應(yīng)時延估計器快速準(zhǔn)確地測定目標(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)動信