交叉验证多路径匹配追踪水声矢量阵稀疏方位估计

作     者：谭鹏 胡博 张友文 吴玉泉 杨德森 TAN Peng;HU Bo;ZHANG Youwen;WU Yuquan;YANG Desen

作者机构：哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 工业与信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 江苏科技大学电子信息学院镇江212100 中国科学院软件研究所天基综合信息系统重点实验室北京100190 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2022年第47卷第5期

页      面：557-567页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 082403[工学-水声工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52171333) 湛江市创新创业团队引育“领航计划”项目(211207157080994)资助 

主　　题：声矢量阵 DOA估计 方位估计 交叉验证 匹配追踪 处理增益 多路径 分辨能力 

摘      要：水下运动目标的高分辨DOA估计和目标的左右舷分辨问题一直是水声阵列信号处理中的一个核心问题。矢量阵相比于声压阵具有天然的左右舷分辨能力和更高的处理增益,近年来得到了广泛关注。Capon等一些传统高分辨处理方法存在不能解相干源、需要多快拍处理以及对阵列流行误差敏感等多种问题。针对水声阵列信号处理领域面临的以上问题,利用声呐工作场景中空间目标的稀疏性,本文提出了一种基于交叉验证技术的多路径匹配追踪(Multiplepath Matching Pursuit with Cross Validation,CV-MMP)声矢量阵稀疏DOA估计算法。该算法采用交叉验证技术可以在未知场景中目标个数的条件下实现稀疏DOA的估计,相比于常规的声矢量阵Capon算法而言,可以在小快拍数甚至单快拍数条件下实现多目标的稀疏DOA估计以及高分辨能力。仿真和海试试验数据处理验证了提出的算法的有效性。