基于矢量水聽(tīng)器陣列的目標(biāo)跟蹤定位.pdf

1、矢量水聽(tīng)器較于聲壓水聽(tīng)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(tīng)器陣列對(duì)水下目標(biāo)的定位和跟蹤問(wèn)題。
　　首先，介紹了矢量水聽(tīng)器及水下目標(biāo)跟蹤定位相關(guān)技術(shù)的國(guó)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(tīng)器的信號(hào)模型，矢量水聽(tīng)器能夠獲取聲場(chǎng)中的振速信息，較于聲壓水聽(tīng)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(hào)分類(MUSIC，Multiple Signal Classification)算法和最小方差無(wú)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(jì)算法，該算法通過(guò)空間平滑方法可以實(shí)現(xiàn)信源的解相干;通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)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(yàn)證了信源的相干性對(duì)波達(dá)方向(DOA，direction of Arrival)估計(jì)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(jì)算法，ISM算法將寬帶信號(hào)分解為若干窄帶信號(hào)，將寬帶DOA問(wèn)題

4、轉(zhuǎn)化為窄帶DOA問(wèn)題，并分析算法性能;介紹了恒束寬的寬帶DOA估計(jì)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(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了艦船噪聲建模的有效性，對(duì)比了方法和恒束寬DOA估計(jì)算法在艦船輻射噪聲信號(hào)下的性能。
　　最后，介紹了預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)方位的運(yùn)動(dòng)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(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)多目標(biāo)跟蹤問(wèn)題進(jìn)行仿真，對(duì)比了基于不同的DOA