变尺度正交基函数分解对异常信号的探测方法

发布时间：2024-07-05 20:05

　　针对现有的正交基函数(OBF)分解对水下目标磁异常信号的检测,需要知道目标与探测路线上CPA点的距离R₀,而实际探测过程中对目标的先验信息掌握有限,所以无法准确知道距离R₀的问题。文中基于标准正交基函数分解的方法,通过对其基函数的改造,提出了变尺度正交基函数(VSOBF)分解的方法。该方法能够在检测过程中对距离R₀进行估计,并利用梯度上升法提高了计算速度、精度。仿真验证表明,在R₀=300 m情况下,R_0est的绝对误差在50 m范围内的概率为93%,并且该检测算法能够在-10 dB的信噪幅度比下较好地检测出磁异常信号。

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【部分图文】：

图2梯度上升法示意图

步骤3设置门限T,当?Ea>T时,返回步骤1,进行迭代计算;当?Ea<T时,输出更新点ma的值。对图2中y=-x2+1函数求取最大值进行举例,步长为0.5,ma=1,mb=0.9,在迭代6次左右就已经收敛,并正确寻至最大值。

图3R0=300m的距离估计以及收敛情况

仿真1R0的真值为300m,Rsn=-18.58dB。设置搜索步长k为0.66,搜索起点为ma=1,mb=0.9。仿真结果如图3所示。由图3可以看出,在迭代30次左右,结果就趋近收敛,其收敛位置为m=1.6628,距离的估算值R0est=332.56m,相对误差为10.....

图4R0=250m的距离估计以及收敛情况

仿真2当高度R0的真值为250m,其磁异常信号峰值为0.4049nT,Rsn=-7.4136dB,设置搜索步长k为0.3,搜索起点为ma=1,mb=0.9。仿真结果如图4所示。由图4可以看出,在迭代14次左右,结果就趋近收敛,其收敛位置为m=1.155,距离的估算值R....

图5R0=200m的距离估计以及收敛情况

由图5可以看出,在迭代10次左右,结果就趋近收敛,其收敛位置为m=0.9904,距离的估算值R0est=198.08m,相对误差为1%。通过以上仿真我们发现,在存在噪声的情况下,VSOBF对距离R0的估计总是存在一定的误差,并且在噪声越大的情况下,其定位误差越大。在算法实际使....

本文编号：4001460