基于高阶累积量的高精度时延估计算法

发布时间：2021-07-06 19:17

　　针对海洋探测中由于接收信号信噪比低并存在各种噪声干扰导致时延估计精度低的问题,提出一种基于二次相关和高阶累积量的具有多种噪声抑制能力的高精度时延估计新方法——SC-HOCS法。该方法首先对两路接收信号进行自相关和互相关处理,抑制部分高斯噪声,然后利用高阶累积量一维切片法对信号进行处理,抑制相关高斯噪声和非高斯色噪声,通过对接收信号的上述处理提高信噪比,最后结合希尔伯特变换对相关峰进行锐化处理,进一步提高时延估计精度。与广义相关法、二次相关法及高阶累积量一维切片法相比,该方法能很好地抑制相关噪声并且能在更低的信噪比下获得较好的时延估计精度,同时该算法计算量较小,可满足对数据实时处理的需求。计算机仿真和水池实验验证了该方法的有效性。该方法为海洋探测中低信噪比信号的高精度时延估计提供一种新的技术途径。 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(13)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

二次相关法处理流程

由式(12)可知希尔伯特变换是把目标函数偶对称性变成奇对称性,应用于广义相关法中即将峰值检测变为过零检测,其过零点位置即广义相关法中的峰值点,将相关函数减去其希尔伯特变换后输出的绝对值,可保留相关峰峰值所在位置样本点的同时,使相关峰值点附近的样本值减小,从而达到锐化相关峰、提高时延估计精度的目的。该方法可以较好地解决多目标探测中相关峰展宽的问题,提高时延估计精度。希尔伯特插值相关峰锐化处理流程如图2所示。1.5 高阶累积量高精度时延估计

由算法步骤及算法流程可知,本文所提SC-HOCS法先对接收信号进行相关处理,压制部分高斯噪声,在一定程度上初步提高信噪比,接着利用高阶累积量一维切片法压制非高斯色噪声、高斯噪声及相关噪声,进一步提高信噪比,此时的信噪比相比于初始信号有了较大提高,最后,结合希尔伯特变换法对相关峰进行锐化,提高时延估计精度。SC-HOCS法在继承了二次相关法和高阶累积量一维切片法二者优势的基础上,在时延估计精度方面具有更好的估计效果。理论上该方法与广义相关法、二次相关法和高阶累积量一维切片法相比能够在低信噪比、非高斯色噪声及相关噪声的情况下取得高精度的时延估计效果,且计算量与相关法是一个量级,更能适应实际应用中复杂环境下的时延估计的精度要求和实时处理数据的要求。2 计算机仿真

【参考文献】：
期刊论文
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[9]基于二次相关的时延估计方法研究[J]. 金留念.  电子信息对抗技术. 2011(01)

博士论文
[1]Alpha稳定分布噪声环境下韧性时延估计新算法研究[D]. 于玲.大连理工大学 2017

硕士论文
[1]时延误差的高精度估计与补偿方法研究[D]. 姜彦玲.长安大学 2017
[2]高精度时延估计算法的研究及其在水声定位系统中的应用[D]. 林力新.哈尔滨工程大学 2016



本文编号：3268822