快速远近场多目标定位技术研究
发布时间：2021-11-08 18:24
被动源定位是阵列信号处理领域的重要研究课题,该课题在声纳、雷达等民用和军用领域具有极其广泛的应用。在一些实际的应用过程中,如麦克风阵列、大孔径岸基声纳等,远场源与近场源往往同时存在。在此情况下,若直接采用远场源的定位方法,则无法对近场源目标定位;若直接采用近场源定位方法,则会出现计算复杂度高、目标参数估计有偏差等问题。本文针对如何快速进行远近场多目标混合源定位展开了研究,主要研究内容概括如下:首先,构建信源定位模型,其中包括远场源定位模型、近场源定位模型以及远近场混合源定位模型,对比分析了经典的远场定位算法和近场定位算法,并分析了混合源定位存在的问题。其次,针对远近场混合源定位模型,研究了基于统计量的定位算法,其中包括基于四阶累积量的2-DMUSIC、二阶斜投影以及四阶与二阶统计量混合这三种算法,对其基本原理、实现过程进行分析和阐述,仿真进行对比验证。同时为了降低计算复杂度采用多项式求根代替谱峰搜索。最后,研究了基于矩阵差分的远近场多目标定位,包括子空间差分、协方差差分以及混合阶子空间差分的改进这三种算法。以均方根误差为评价标准,从算法计算复杂度、阵元个数、信噪比、快拍数以及角度分辨力...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
声呐阵列的水下声源定位
第 2 章 信源定位模型及经典算法第 2 章 信源定位模型及经典算法型是基于空间观测信号到达传感器阵列不同阵元的，时延差是由平面波进行推导获得，其表达式为阵位模型中，时延差是由球面波进行推导，再利用二到，其表达式为阵元位置的非线性类函数。本章分推导进行研究，完成远场源、近场源以及远近场多后续研究内容的需要，给出了所需的假设条件和参数估计和纯近场目标参数估计的经典算法进行了仿在的问题。型相关的窄带信源入射到传感器阵列上，阵元个数为参考阵元。处理器同时接收并处理来自 L 个通道
202 22 sin( 1 ( ) 1l l mlm mm md dr rr rπ πθω τλ λ = ′= + 展开并采用菲涅尔近似，可得：2 2 202 222222 22sin sin( )2 22( cos sin )2( 2 sin ) ( cos )l l m l mlm mm m mlm m l mmm mmd d drr r rdr drd dl lrπθ θω τλπθ θλπ θ π θλ λ ≈ = = +场源入射近似为平面波，当第 m 个信号为远场源时，可认二项22 2( cos ) 0mmdlrπ θλ≈ ，其相位差为：0( 2 sin )lm mdω τ π θlλ = 源中远场源与近场源是同时存在的，阵列接收信号既包，因此远近场混合源定位模型的矢量形式表示为：( ) ( ) ( ) ( ) +( ) F F N NX t = AS t + N t = A S t Α S t +N
【参考文献】：
期刊论文
[1]稀疏贝叶斯学习远近场混合源定位方法[J]. 邱龙皓,梁国龙,王燕,王晋晋. 声学学报. 2018(01)
[2]基于传播算子的近场源二维参数联合估计[J]. 梁彩凤,潘静,刘颖,李旭. 系统仿真学报. 2017(10)
[3]水声近场源目标的高分辨DOA估计方法改进研究[J]. 张国光. 舰船电子工程. 2017(02)
[4]基于重加权l1范数惩罚的远近场混合源定位算法[J]. 田野,练秋生. 电子学报. 2016(10)
[5]基于改进二维ESPRIT-like算法的相干源方向角估计[J]. 陈曦,杨涛,何宏森. 计算机应用. 2016(03)
[6]基于互素对称阵的近场源定位[J]. 梁国龙,韩博. 电子与信息学报. 2014(01)
[7]一种高精度的近场与远场混合源定位算法[J]. 蒋佳佳,段发阶,陈劲,常宗杰. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2013(12)
[8]基于秩亏损的近场源定位快速算法[J]. 汪海,吴云韬. 武汉工程大学学报. 2011(11)
[9]基于信号子空间的ESPRIT-Like算法在相干DOA估计中的应用[J]. 张洪顺,许云林,湛江书. 通信学报. 2010(07)
[10]声矢量阵列的求根MUSIC算法及其性能分析[J]. 王鹏,张国军,熊继军. 测试技术学报. 2010(02)
博士论文
[1]远近场混合源定位参量估计算法研究[D]. 刘国红.吉林大学 2015
[2]水下近场噪声源高分辨定位方法研究[D]. 韩博.哈尔滨工程大学 2014
[3]基于稀疏重构的阵列信号波达方向估计算法研究[D]. 胡南.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]高精度近场及混合场被动定位算法研究[D]. 孙洁.电子科技大学 2018
[2]多目标近场源声定位技术研究[D]. 赵一航.吉林大学 2015
[3]基于高阶累积量的近场源定位方法研究[D]. 黄志强.吉林大学 2006
[4]近场源多维参数估计方法研究[D]. 刘文忠.西安电子科技大学 2005
本文编号：3483994
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
声呐阵列的水下声源定位
第 2 章 信源定位模型及经典算法第 2 章 信源定位模型及经典算法型是基于空间观测信号到达传感器阵列不同阵元的，时延差是由平面波进行推导获得，其表达式为阵位模型中，时延差是由球面波进行推导，再利用二到，其表达式为阵元位置的非线性类函数。本章分推导进行研究，完成远场源、近场源以及远近场多后续研究内容的需要，给出了所需的假设条件和参数估计和纯近场目标参数估计的经典算法进行了仿在的问题。型相关的窄带信源入射到传感器阵列上，阵元个数为参考阵元。处理器同时接收并处理来自 L 个通道
202 22 sin( 1 ( ) 1l l mlm mm md dr rr rπ πθω τλ λ = ′= + 展开并采用菲涅尔近似，可得：2 2 202 222222 22sin sin( )2 22( cos sin )2( 2 sin ) ( cos )l l m l mlm mm m mlm m l mmm mmd d drr r rdr drd dl lrπθ θω τλπθ θλπ θ π θλ λ ≈ = = +场源入射近似为平面波，当第 m 个信号为远场源时，可认二项22 2( cos ) 0mmdlrπ θλ≈ ，其相位差为：0( 2 sin )lm mdω τ π θlλ = 源中远场源与近场源是同时存在的，阵列接收信号既包，因此远近场混合源定位模型的矢量形式表示为：( ) ( ) ( ) ( ) +( ) F F N NX t = AS t + N t = A S t Α S t +N
【参考文献】：
期刊论文
[1]稀疏贝叶斯学习远近场混合源定位方法[J]. 邱龙皓,梁国龙,王燕,王晋晋. 声学学报. 2018(01)
[2]基于传播算子的近场源二维参数联合估计[J]. 梁彩凤,潘静,刘颖,李旭. 系统仿真学报. 2017(10)
[3]水声近场源目标的高分辨DOA估计方法改进研究[J]. 张国光. 舰船电子工程. 2017(02)
[4]基于重加权l1范数惩罚的远近场混合源定位算法[J]. 田野,练秋生. 电子学报. 2016(10)
[5]基于改进二维ESPRIT-like算法的相干源方向角估计[J]. 陈曦,杨涛,何宏森. 计算机应用. 2016(03)
[6]基于互素对称阵的近场源定位[J]. 梁国龙,韩博. 电子与信息学报. 2014(01)
[7]一种高精度的近场与远场混合源定位算法[J]. 蒋佳佳,段发阶,陈劲,常宗杰. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2013(12)
[8]基于秩亏损的近场源定位快速算法[J]. 汪海,吴云韬. 武汉工程大学学报. 2011(11)
[9]基于信号子空间的ESPRIT-Like算法在相干DOA估计中的应用[J]. 张洪顺,许云林,湛江书. 通信学报. 2010(07)
[10]声矢量阵列的求根MUSIC算法及其性能分析[J]. 王鹏,张国军,熊继军. 测试技术学报. 2010(02)
博士论文
[1]远近场混合源定位参量估计算法研究[D]. 刘国红.吉林大学 2015
[2]水下近场噪声源高分辨定位方法研究[D]. 韩博.哈尔滨工程大学 2014
[3]基于稀疏重构的阵列信号波达方向估计算法研究[D]. 胡南.中国科学技术大学 2013
硕士论文
[1]高精度近场及混合场被动定位算法研究[D]. 孙洁.电子科技大学 2018
[2]多目标近场源声定位技术研究[D]. 赵一航.吉林大学 2015
[3]基于高阶累积量的近场源定位方法研究[D]. 黄志强.吉林大学 2006
[4]近场源多维参数估计方法研究[D]. 刘文忠.西安电子科技大学 2005
本文编号：3483994
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