基于最大后验估计的多普勒测速后置处理技术研究

发布时间：2021-01-10 07:45

　　多普勒测速技术是一种重要的高精度主动测速技术手段,广泛应用于海洋资源开发、海洋观测、航道测量等诸多领域。测速精度是多普勒测速技术的重要指标,本文以提高测速精度为目标,主要针对最大后验估计算法在多普勒测速技术上的应用展开研究。本文首先结合相干测速技术与最大后验估计完成了算法的相关分析。对于量测模型,研究了基于点散射信号叠加的回波信号模型,由于其计算量过大,研究了基于高斯功率谱密度的回波信号模型,在此基础上研究了相关系数的修正问题与相位分布。针对相关系数修正问题,推导了无限脉冲对下的渐进公式,在有限脉冲对时利用高斯回波信号模型来对相关系数进行修正,并进行了有效性验证。对于相位分布,推导了单一脉冲对下的相位分布公式,利用高斯回波信号模型研究了多个脉冲对下的相位分布,并通过点散射回波信号模型对高斯回波信号模型估计相位分布的有效性进行了验证。采用一阶AR模型作为先验模型来确定先验概率密度函数。在前向滤波与后向滤波的基础上,利用平滑来消除估计延迟,从功率谱的角度给出了确定平滑参数的方法。数据处理结果表明,处理后的速度序列的功率谱在一定区间内满足-5/3斜率,且标准差也大幅降低,表明算法能有效地降低... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

数据处理流程图

1sm m+ m 可取任意正整数，且保证 2sf ≥ B。文所涉及到的高频信号，在系统采集回波时用到了带通采心频率0f 为 1.5MHz，带宽 B 为 80kHz，令式(2-20)里的486.6kHz，本文取sf 为 480 kHz。这样，可以认为信号的中心频用 480 kHz 采样起到了 8 倍的采样效果，便于工程实现与相干处理后，需要选择处理方式。多普勒测速方式主要分为脉冲相宽带编码测速三种[33]。与脉冲相干技术相比，脉冲非相干低。脉冲相干测速技术在短距离测速上具有测速精度高、水点，所以本文主要研究相干测速技术。术是连续发射相干脉冲信号来处理多次回波。所谓相干，的关系，相干测速会利用同一深度单元内各次所得回波之间来达到测速目的，这也是相干测速与非相干测速的不同之

测模型、先验模型结合起来才能实现整个速度序列的递成递推估计会存在估计延迟，而且在 3.5 节里研究先验差σ 的确定数值，如果σ 未知便不能求得预测概率密度函成序列的递推，所以本节主要围绕解决估计延迟与确定 MAP 的平滑处理估计可以使用前向滤波实现，也可以通过后向滤波实现果来实现平滑。在上述三种情况里，先验概率密度函数均匀分布。最大后验估计通过最大化后验后验概率密度实现：( ) ( ) ( , | )f fn n n np v =p v p φ ρv arg max ( )fn nvv =p v 间前向先验信息分布1( )fp v 为均匀分布。的流程图如图 4.1 所示：

【参考文献】：
期刊论文
[1]声学多普勒速度仪安装误差校准方法[J]. 曹忠义,郑翠娥,张殿伦.  哈尔滨工程大学学报. 2013(04)
[2]传感器安装误差在声学多普勒计程仪中的校准[J]. 刘德铸,郑翠娥,张殿伦,曹忠义.  传感器与微系统. 2009(11)
[3]脉冲对技术在ADCP测速系统中的实现[J]. 朱昊,刘文耀,王晓东,郝永杰,梁捷.  计算机工程. 2005(21)
[4]相控阵多普勒测速技术研究[J]. 田坦,张殿伦,卢逢春,陈国忠,张咏霞.  哈尔滨工程大学学报. 2002(01)
[5]独立脉冲对谱矩估计方法[J]. 朱维庆.  声学学报. 1988(01)

博士论文
[1]水下航行器中的声学多普勒测速技术研究[D]. 曹忠义.哈尔滨工程大学 2014
[2]声学多普勒流速测量关键技术研究[D]. 刘德铸.哈尔滨工程大学 2010
[3]基于软件无线电的数字ADCP信号处理系统的研究[D]. 朱昊.天津大学 2005

硕士论文
[1]宽带多普勒测流技术研究[D]. 王秀波.哈尔滨工程大学 2005



本文编号：2968339