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基于时延估计的被动声定位研究

作　者: 王伟
导　师: 倪明
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 水声工程
关键词: 时延估计 平面十字阵 HHT 多阵列
分类号: TB52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 152次
引　用: 1次
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内容摘要


基于时延估计的被动声定位方法是声定位领域中重要的一类,为了提高这类方法的性能,本文对其中的两个关键技术:时延估计(TDE,Time Delay Estimation)、定位算法作了深入研究。在时延估计方面,对常用时延估计算法作了总结,通过四类时延估计方法的理论分析论证了各自的特点,通过仿真计算、实验信号处理验证了各自的优点和适用条件。针对常见目标信号都具有的低频线谱特征提出利用希尔伯特黄变换(HHT)进行特征谱提取和时频分析,并提出一种高精度的线谱信号时延估计方法。此方法能有效克服其他方法在线谱信号时延估计的劣势,并且在对宽谱信号进行时延估计具有与常用时延估计方法相似的性能。在定位算法方面,首先对平面四元十字阵和五元十字阵进行了研究,并在定位精度分析时摒弃传统的远场条件简化算法,提出利用编程实现全空间精度计算。仿真计算和实验结果都证明平面五元十字阵在距离精度和俯仰角精度方面比四元十字阵性能更优良;在方位角精度方面,四元十字阵在一定条件下比五元十字阵性能更好。其次,本文提出一种基于双曲线交汇的时空联合远程目标定位算法,此方法适用于多阵列远程目标定位,结合本文提出的平均概率密度数据融合方法对海试数据进行处理,实现较高精度目标二维定位。

全文目录


摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第一章 绪论  11-20
  1.1 研究背景及意义  11-13
    1.1.1 低空目标探测  11
    1.1.2 水下目标探测  11
    1.1.3 地面目标探测  11-12
    1.1.4 管道泄漏点探测  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-16
    1.2.1 低空目标探测  13-14
    1.2.2 水下目标探测  14-15
    1.2.3 地面目标探测  15-16
    1.2.4 管道泄漏点探测  16
  1.3 基于时延估计被动声定位基本原理  16-18
    1.3.1 时延产生原理  16-17
    1.3.2 基于时延估计的被动声定位基本原理  17-18
  1.4 本文研究内容  18-20
第二章 常用时延估计方法  20-33
  2.1 时延估计信号模型及评价标准  20-21
  2.2 时域相关的时延估计方法  21-25
  2.3 频域相位谱时延估计方法  25-27
  2.4 高阶累积量时延估计方法  27-29
  2.5 LMS 自适应时延估计方法  29-31
  2.6 本章小结  31-33
第三章 基于HHT 的时延估计  33-49
  3.1 HHT 变换  33-40
    3.1.1 性能分析  33-34
    3.1.2 IMF 的定义  34
    3.1.3 EMD 分解方法  34-37
    3.1.4 端点效应及抑制方法  37-39
    3.1.5 Hilbert 时频分析  39-40
  3.2 差方均倒数时延估计  40-48
    3.2.1 引言  40-41
    3.2.2 基本原理  41-48
  3.3 本章小结  48-49
第四章 平面四元十字阵及五元十字阵定位  49-63
  4.1 四元十字阵和五元十字阵定位算法  49-54
    4.1.1 四元十字阵定位算法  49-51
    4.1.2 五元十字阵定位算法  51-53
    4.1.3 目标象限判断及方位角大小确定  53-54
  4.2 定位精度计算  54-58
    4.2.1 定位精度计算  54
    4.2.2 定位精度仿真  54-58
  4.3 定位实验数据处理  58-62
  4.4 本章小结  62-63
第五章 时空联合多阵列被动声定位  63-72
  5.1 双曲线交汇法被动声定位原理及精度  63-68
    5.1.1 双曲线交汇法被动声定位原理  63-65
    5.1.2 双曲线交汇法被动声定位精度  65-68
  5.2 多阵列定位数据融合  68-69
  5.3 多阵列声纳被动声定位试验  69-71
    5.3.1 试验系统布放结果  69
    5.3.2 双曲线交汇定位计算  69-70
    5.3.3 定位结果数据融合  70-71
  5.4 本章小结  71-72
第六章 总结与展望  72-74
  6.1 全文总结  72-73
  6.2 展望  73-74
致谢  74-75
参考文献  75-79
作者在学期间取得的学术成果  79

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 声学工程 > 声学测量
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