磁异常信号奇异值分解的随机共振检测方法

发布时间：2024-01-31 19:19

　　针对目前对水下目标磁异常信号低信噪比检测能力较差的问题,提出奇异值分解-随机共振(SVD-RS)方法。该方法基于磁偶极子仿真水下目标磁偶极子信号,信号经过奇异值分解选择最优子信号,随后将子信号通过随机共振系统,并构建检验统计量,实现对水下目标磁异常信号的检测。仿真结果表明,通过奇异值分解的方法,能够将信号信噪比提高6 dB,使用奇异值分解-随机共振检测方法,能够在输入信噪比为-12 dB时,对水下目标磁异常信号进行有效检测。

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【部分图文】：

图1检测流程图

如图1所示,本文对信号的处理一共有两个模块:一是奇异值分解(SVD)模块;二是随机共振(RS)模块。信号通过SVD模块,提取特征频段能量最大信号,随后将其通过随机共振模块,并用统计量Y作为SVD-RS检测器的检验统计量。根据潜艇磁场产生机理,将潜艇磁矩分为纵向、横向、垂向3个固定....

图2时域图和频域图

通过磁偶极子模型仿真水下目标信号,并叠加噪声,图2是输入信噪比SNRin=-3.29dB时,输入总场信号和目标磁异常信号的时域图和频域图。其中输入信噪比SNRin定义为在磁异常信号出现的时间段(4～6s)的输入信号的信噪比。由图3(a)可知,一阶奇异值σ1在信号X中所占权重最....

图3奇异值分解的结果

如图5所示,对输入信号和加性白噪声进行奇异值分解,取一阶信号,其输出信噪比SNRout为1.07dB。可以看出,奇异值分解对信噪比有明显的增益效果,且奇异值分解的方法能够有效地从特征频段中提取信号,从而恢复波形。图4互相关函数

图4互相关函数

图3奇异值分解的结果图5最优子信号X1与背景磁场

本文编号：3891408