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消频散阵不变量距离估计方法

胡春晖, 王好忠, 袁博涵, 李小雷, 高伟

胡春晖, 王好忠, 袁博涵, 李小雷, 高伟. 消频散阵不变量距离估计方法[J]. 声学学报, 2022, 47(3): 309-320. DOI: 10.15949/j.cnki.0371-0025.2022.03.007
引用本文: 胡春晖, 王好忠, 袁博涵, 李小雷, 高伟. 消频散阵不变量距离估计方法[J]. 声学学报, 2022, 47(3): 309-320. DOI: 10.15949/j.cnki.0371-0025.2022.03.007
HU Chunhui, WANG Haozhong, YUAN Bohan, LI Xiaolei, GAO Wei. Source ranging using the dispersionless array invariant[J]. ACTA ACUSTICA, 2022, 47(3): 309-320. DOI: 10.15949/j.cnki.0371-0025.2022.03.007
Citation: HU Chunhui, WANG Haozhong, YUAN Bohan, LI Xiaolei, GAO Wei. Source ranging using the dispersionless array invariant[J]. ACTA ACUSTICA, 2022, 47(3): 309-320. DOI: 10.15949/j.cnki.0371-0025.2022.03.007

消频散阵不变量距离估计方法

基金项目: 

国家自然科学基金项目(52001296,52071309)和东南大学水声信号处理教育部重点实验室开放研究基金项目(UASP1803)资助

详细信息
    通讯作者:

    王好忠,E-mail:coolice@ouc.edu.cn

  • PACS: 
    • 43.30  (水声学)
    • 43.60  (声学信号处理)

Source ranging using the dispersionless array invariant

  • 摘要: 针对传统阵不变量方法在低信噪比和远距离测距性能差的问题,提出了消频散阵不变量测距方法。该方法首先对垂直阵接收信号进行消频散波束形成,消除频散影响,压缩脉冲宽度,提高简正波到达时间分辨率;然后,对得到的角度-时间谱采用反卷积处理提高简正波俯仰角度分辨率。通过消频散和反卷积处理,减小了简正波相对到达时间和俯仰角在角度-时间谱图中的聚焦范围,有利于准确的提取阵不变量和估计目标声源的距离。计算机仿真证明了该方法在低信噪比条件下的鲁棒性;2009年崂山湾实验数据处理结果表明:相比于传统阵不变量测距方法,该方法距离估计误差减小2.5%。
    Abstract: To resolve the problem that the performance of the traditional array invariance method is degraded for ranging a long-distance source with low Signal-to-Noise Ratio(SNR),a Dispersionless Array Invariant Ranging method(D-AIR)is proposed.The dispersionless beamforming is firstly performed to the signals received by a vertical line array,which can eliminate the influence of the dispersion to compress the pulse width and improve the arrival time resolution of normal mode.Then,the angle-time spectrogram output is deconvoluted to improve the elevation angle resolution of the normal mode.The high resolutions of the relative arrival time and the elevation angle in the angle-time spectrogram are beneficial to extract the array invariant and then estimate the distance of the source accurately.The robustness of D-AIR in low SNR is verified by simulation and the Laoshan Bay experimental results show that the relative error of D-AIR is 2.5%less than the traditional array invariance ranging method.
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-04-12
  • 修回日期:  2021-06-23
  • 网络出版日期:  2022-06-28
  • 发布日期:  2022-05-14
  • 刊出日期:  2022-05-14

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