随机共振法估计二水听器时延差
发布时间：2021-02-26 10:09
针对二元阵航船目标方位估计问题,提出了一种基于随机共振滤波的航船辐射噪声双水听器时延差估计方法。设计了一种随机共振滤波器,提取航船螺旋桨旋转噪声在水听器接收信号中出现的本地时间,并通过滤波结果的互相关来估计目标辐射噪声分别到达两个水听器的时延差。在5 dB的输入信噪比下进行200次仿真,提出方法时延估计的归一化均方误差要低于互谱方法一个数量级。对于海试中的非合作航船,提出的方法可以在1 km距离下准确估计出目标辐射噪声到达双水听器的时延差,从而为在二元阵上实现对航船目标的准确测向提供基础。
【文章来源】：声学学报. 2020,45(05)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
图６中可知，具有脉动压力特征的信号成分??
为２０?Ｈｚ，??采样频率５０００?Ｈｚ，／设占空比为〇．〇２，仿真带内信噪??比约为ｄＢｓ噪声为加性高斯白噪声，仿真信号的??波形如图４所活，图中红色三角标记的枭模拟的螺??旋桨旋转噪声出现的位貴。??为仿真信号的随机共振滤彼结果，其波形如图６所??试，输出结果的带内信噪比约为３８?ｄＢ，图中红色２??角标记的依然是仿真信号中模拟的螺旋桨旋转噪声??出现的位麗??０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６?１８?２０??序号??爾＃?＿仿真信号露魏論雄會肉猶．嗓？??从图５中可知，在预先建立的Ｄｕｆｆｉｎｇ系统阵列??中，第１１．个Ｄｕｆｆｉｎｇ系统给出的仿真信号输出具有??最大的带内信噪比，因此选择这个系统输出结果作??
６５２??声?学学报??２０２０?年??■２０??－２０?－１０?０?１０?２０??距离（ｋｍ）??图１４作为待测目标的货轮的航行轨迹??１５００??３?１〇〇〇??５００??５０?１００?１５０?２００?２５０??频率（Ｈｚ）??有一个浮动的金属浮台，两个水听器同侧悬挂在该??浮台上，水听器深度为２０?ｍ，两个水听器水平间距??约为３２．５?ｍ。在浮台上有一个电子仓，仓内有水听??器数据釆集装置，釆集到的数据通过ＷｉＦｉ网桥传输??到保障船上进行处理。浮台上有一个定位定向仪，用??来获得浮台的实时航向。浮台上还有一个ＡＩＳ接收??机，可以获得周围航船的位置信息，用来对非合作目??标探测结果进行验证。??根据浮台上安装的ＡＩＳ接收机接收到的数据，??实验过程中某一时刻浮台周围海域上的航船信息如??图１３所示，图中中心圆点为浮台所在位置，空心三??角代表海面上的航船。需要注意的是，实验浮台周围??海面还有若干未安装ＡＩＳ设备的渔船，这些渔船无??法在图１３上显示。??２０??△??－Ａ?Ａ??浮台所在位置、??△??Ａ??△??△??么??ＭＭ??■ｓ．ｅ取线蕭的ｓ谱相位盩??．５，６协．线谱雜位遽对謹的时延．ｆｓ＞??２??０．４８７１??０．０４２９??５??－０．３７７１??－０．０３３３??１０??—０．０８７１??－０．００７８??－２０?－１０?０?１０?２０??距离（ｋｍ）??图１３实验过程中某一０才刻浮台周围海域航船信息??本文挑选一艘在实验中出现过的货轮作为待测??的非合作目标，研究本文提出方法对实际航船辐射??噪声的双水听器时延差估计性能．根据
【参考文献】：
期刊论文
[1]功率受限的常规波束形成后处理拟合方法[J]. 季浩然,马晓川,张舒皓,陈禹蒲,李悦. 声学学报. 2020(01)
[2]各向同性噪声场中单矢量传感器虚源消除MUSIC测向方法[J]. 柳艾飞,杨德森,时胜国,朱中锐. 声学学报. 2019(04)
[3]解卷积的多重信号分类算法方位谱低背景处理方法[J]. 谢磊,孙超,刘雄厚,蒋光禹,孔德智. 声学学报. 2018(04)
[4]α稳定噪声下一类周期势系统的振动共振[J]. 焦尚彬,孙迪,刘丁,谢国,吴亚丽,张青. 物理学报. 2017(10)
[5]二值噪声激励下欠阻尼周期势系统的随机共振[J]. 马正木,靳艳飞. 物理学报. 2015(24)
[6]海洋信道随机性引起的船舶噪声线谱衰减[J]. 蒋国健,林建恒,孙军平,高鑫,衣雪娟,江鹏飞,蒋东阁. 声学学报. 2015(02)
[7]级联双稳Duffing系统的随机共振研究[J]. 赖志慧,冷永刚,范胜波. 物理学报. 2013(07)
[8]二维Duffing振子的大参数随机共振及微弱信号检测研究[J]. 冷永刚,赖志慧,范胜波,高毓璣. 物理学报. 2012(23)
[9]基于Duffing振子的变尺度微弱特征信号检测方法研究[J]. 赖志慧,冷永刚,孙建桥,范胜波. 物理学报. 2012(05)
本文编号：3052440
【文章来源】：声学学报. 2020,45(05)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
图６中可知，具有脉动压力特征的信号成分??
为２０?Ｈｚ，??采样频率５０００?Ｈｚ，／设占空比为〇．〇２，仿真带内信噪??比约为ｄＢｓ噪声为加性高斯白噪声，仿真信号的??波形如图４所活，图中红色三角标记的枭模拟的螺??旋桨旋转噪声出现的位貴。??为仿真信号的随机共振滤彼结果，其波形如图６所??试，输出结果的带内信噪比约为３８?ｄＢ，图中红色２??角标记的依然是仿真信号中模拟的螺旋桨旋转噪声??出现的位麗??０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６?１８?２０??序号??爾＃?＿仿真信号露魏論雄會肉猶．嗓？??从图５中可知，在预先建立的Ｄｕｆｆｉｎｇ系统阵列??中，第１１．个Ｄｕｆｆｉｎｇ系统给出的仿真信号输出具有??最大的带内信噪比，因此选择这个系统输出结果作??
６５２??声?学学报??２０２０?年??■２０??－２０?－１０?０?１０?２０??距离（ｋｍ）??图１４作为待测目标的货轮的航行轨迹??１５００??３?１〇〇〇??５００??５０?１００?１５０?２００?２５０??频率（Ｈｚ）??有一个浮动的金属浮台，两个水听器同侧悬挂在该??浮台上，水听器深度为２０?ｍ，两个水听器水平间距??约为３２．５?ｍ。在浮台上有一个电子仓，仓内有水听??器数据釆集装置，釆集到的数据通过ＷｉＦｉ网桥传输??到保障船上进行处理。浮台上有一个定位定向仪，用??来获得浮台的实时航向。浮台上还有一个ＡＩＳ接收??机，可以获得周围航船的位置信息，用来对非合作目??标探测结果进行验证。??根据浮台上安装的ＡＩＳ接收机接收到的数据，??实验过程中某一时刻浮台周围海域上的航船信息如??图１３所示，图中中心圆点为浮台所在位置，空心三??角代表海面上的航船。需要注意的是，实验浮台周围??海面还有若干未安装ＡＩＳ设备的渔船，这些渔船无??法在图１３上显示。??２０??△??－Ａ?Ａ??浮台所在位置、??△??Ａ??△??△??么??ＭＭ??■ｓ．ｅ取线蕭的ｓ谱相位盩??．５，６协．线谱雜位遽对謹的时延．ｆｓ＞??２??０．４８７１??０．０４２９??５??－０．３７７１??－０．０３３３??１０??—０．０８７１??－０．００７８??－２０?－１０?０?１０?２０??距离（ｋｍ）??图１３实验过程中某一０才刻浮台周围海域航船信息??本文挑选一艘在实验中出现过的货轮作为待测??的非合作目标，研究本文提出方法对实际航船辐射??噪声的双水听器时延差估计性能．根据
【参考文献】：
期刊论文
[1]功率受限的常规波束形成后处理拟合方法[J]. 季浩然,马晓川,张舒皓,陈禹蒲,李悦. 声学学报. 2020(01)
[2]各向同性噪声场中单矢量传感器虚源消除MUSIC测向方法[J]. 柳艾飞,杨德森,时胜国,朱中锐. 声学学报. 2019(04)
[3]解卷积的多重信号分类算法方位谱低背景处理方法[J]. 谢磊,孙超,刘雄厚,蒋光禹,孔德智. 声学学报. 2018(04)
[4]α稳定噪声下一类周期势系统的振动共振[J]. 焦尚彬,孙迪,刘丁,谢国,吴亚丽,张青. 物理学报. 2017(10)
[5]二值噪声激励下欠阻尼周期势系统的随机共振[J]. 马正木,靳艳飞. 物理学报. 2015(24)
[6]海洋信道随机性引起的船舶噪声线谱衰减[J]. 蒋国健,林建恒,孙军平,高鑫,衣雪娟,江鹏飞,蒋东阁. 声学学报. 2015(02)
[7]级联双稳Duffing系统的随机共振研究[J]. 赖志慧,冷永刚,范胜波. 物理学报. 2013(07)
[8]二维Duffing振子的大参数随机共振及微弱信号检测研究[J]. 冷永刚,赖志慧,范胜波,高毓璣. 物理学报. 2012(23)
[9]基于Duffing振子的变尺度微弱特征信号检测方法研究[J]. 赖志慧,冷永刚,孙建桥,范胜波. 物理学报. 2012(05)
本文编号：3052440
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