检索结果-内蒙古大学图书馆

哈尔滨工程大学学报 2024年第11期45卷 2168-2175页

作者：张力元时洁程月祝路正华杨济远哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学) 黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对深海环境下目标的深度估计问题,本文研究了可靠声路径下直达波和表面反射波形成的周期性干涉调制模式。提出了一种利用单矢量传感器结合周期干涉调制结构对目标深度估计方法。依据矢量传感器接收到的声场信号构建周期干涉调制结构,... 详细信息

针对深海环境下目标的深度估计问题,本文研究了可靠声路径下直达波和表面反射波形成的周期性干涉调制模式。提出了一种利用单矢量传感器结合周期干涉调制结构对目标深度估计方法。依据矢量传感器接收到的声场信号构建周期干涉调制结构,利用水平复声强和垂直复声强获得目标的垂直到达角,通过周期干涉调制结构同目标深度之间的关系估计目标的深度。Bellhop数值仿真实验结果表明该方法能够有效估计目标深度,并且不需要精确的海洋环境知识。

关键词：深海波导可靠声路径单矢量传感器周期干涉调制结构声学信号处理深海目标定位

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单矢量传感器水声OFDM稀疏信道估计算法研究与实现

单矢量传感器水声OFDM稀疏信道估计算法研究与实现

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作者：唐瑞阳哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

本文以UUV和AUV水下编队之间的通信交互为背景,研究并设计了一种基于单矢量传感器的水声OFDM通信系统,通过改进稀疏信道估计技术和利用单矢量传感器进行信号处理提高水下潜航器间的通信可靠性、稳定性,并在此基础之上简化系统运算量和... 详细信息

本文以UUV和AUV水下编队之间的通信交互为背景,研究并设计了一种基于单矢量传感器的水声OFDM通信系统,通过改进稀疏信道估计技术和利用单矢量传感器进行信号处理提高水下潜航器间的通信可靠性、稳定性,并在此基础之上简化系统运算量和复杂度,最后将整个系统在低成本、小体积的STM32H7数字处理平台上进行工程实现,以达到水下智能潜航器间高效稳定通信交互的目的。首先,研究水声OFDM稀疏信道估计技术并加以改进。对水声信道进行分析和模型建立,整体掌握水声OFDM系统;对信道估计算法中LS算法、基于压缩感知的OMP算法进行研究,针对传统OMP算法依赖先验信息的问题引入LS-OMP信道估计技术,并提出用CZT改进Hermitian内积过程来解决高精度估计时字典矩阵过大的问题。通过FFT实现,降低了系统复杂度,经仿真验证改进算法具有明显的信道估计优势。其次,利用单矢量传感器获得处理增益。对单矢量传感器进行矢量建模,研究其所具有的指向性,对声压和组合振速进行不同组合方式的联合处理并推导指向性因子,得出在p(10)2v处理时可以获得最大为4.8d B的处理增益;将单矢量传感器的声压通道和振速通道看作多接收系统,推导在QPSK调制的情况下,对声压和组合振速进行最大比合并所能获得的解码误码率理论值。并结合第二章讨论的水声OFDM稀疏系统,进行了进一步的系统性能仿真,验证了在CZT改进的LS-OMP算法下以p(10)2v联合处理最低误码率可接近10(信噪比20d B)。再次,设计并搭建基于单矢量传感器的水声OFDM通信系统。论证设计通信系统的参数和信号结构,设计硬件平台,选取STM32H7作为数字信号处理器,完成模数转换方案、信号调理电路形式、功率放大电路和系统电源模块的设计搭建;根据硬件的设计编写D/A发送、A/D采集等驱动程序,并将前述改进算法在系统中实现。最后,进行系统测试与海试试验。测试电气系统的模拟和数字部分,测试结果表明电气系统符合设计要求,满足通信条件。在码头进行通信测试,验证通信系统在码头近距离内可实现稳定通信。最后经大亚湾海域的海上实测,以CRC校验形式输出解调正确率,1538帧数据中正确解调1536条,正确率大于99%,满足系统预设需求。

关键词：水声通信正交频分复用单矢量传感器信道估计

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浅海单矢量传感器宽带声源三维定位仿真

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应用声学 2020年第6期39卷 839-848页

作者：于梦枭周士弘中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

针对浅海水平不变波导中利用单矢量传感器的低频宽带声源三维被动定位问题,首先利用平均声强器估计声源方位;其次,通过分离后的简正模声压和水平振速分量联合处理获得运动声源相对速度,进一步基于垂直复声强中简正模相干项特征频率不变... 详细信息

针对浅海水平不变波导中利用单矢量传感器的低频宽带声源三维被动定位问题,首先利用平均声强器估计声源方位;其次,通过分离后的简正模声压和水平振速分量联合处理获得运动声源相对速度,进一步基于垂直复声强中简正模相干项特征频率不变性以及长时间窗口中多快拍信号的统一处理,建立以warping变换归一化频谱强度和作为代价函数的距离搜索处理器,估计该段信号的初始距离,进而获得各时刻声源距离,所提出的方法避免了对拷贝声场和引导声源的依赖。信噪比大于10 dB时,相对误差在11.33%之内;最后,利用多阶简正模相干项与非相干项能量的模基处理方法,当声场中存在三阶以上简正模时,对声源深度进行匹配估计。仿真分析表明,单个矢量传感器能够完成声源的方位、距离及深度的三维定位。

关键词：浅海波导低频宽带声源三维定位单矢量传感器

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一种基于单矢量传感器的信号自主检测与分类方法

一种基于单矢量传感器的信号自主检测与分类方法

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作者：郭微吴艳群王付印熊水东姚琼马燕新彭承彦 410073 湖南省长沙市开福区德雅路109号

本发明涉及信号处理领域，具体涉及一种基于单矢量传感器的信号自主检测与分类方法；该方法首先利用矢量传感器接收的声压和质点振速数据计算每个频点的相干系数并提取相位，通过分析相位随时间变化的统计特性获得相位起伏因子；然后设... 详细信息

标准号: CN116796232A

本发明涉及信号处理领域，具体涉及一种基于单矢量传感器的信号自主检测与分类方法；该方法首先利用矢量传感器接收的声压和质点振速数据计算每个频点的相干系数并提取相位，通过分析相位随时间变化的统计特性获得相位起伏因子；然后设置起伏因子门限，利用信号和噪声相位起伏的差异性获得信号的初步检测结果；最后通过信号的初步检测结果进行时长和带宽的二次检测，并将检测结果进行窄带线谱信号和宽带信号分类；相比其他基于频谱能量的信号检测技术，本发明能提供更为稳健的信号自主检测结果，检测结果可进一步用于目标测向与识别。

关键词：检测结果初步检测结果相位随时间变化单矢量传感器信号处理领域信号检测技术矢量传感器二次检测宽带信号频谱能量数据计算统计特性相干系数噪声相位质点振速差异性分类测向门限频点声压时长线谱窄带带宽检测分析

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一种利用单矢量传感器的极化特征参数的线谱检测技术

一种利用单矢量传感器的极化特征参数的线谱检测技术

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作者：韩雪张士钊徐帅李瑞刚 110000 辽宁省沈阳市大东区望花南街21号

本发明是一种针对水声信号处理领域中的强背景噪声干扰下的舰船目标的线谱检测技术。它适用于线谱信号受环境噪声干扰严重以或普勒效应影响下对线谱信号进行检测。单矢量传感器接收到的水中目标线谱信号具有极化特性，而随机噪声的极化... 详细信息

标准号: CN116230004A

本发明是一种针对水声信号处理领域中的强背景噪声干扰下的舰船目标的线谱检测技术。它适用于线谱信号受环境噪声干扰严重以或普勒效应影响下对线谱信号进行检测。单矢量传感器接收到的水中目标线谱信号具有极化特性，而随机噪声的极化特性与信号的极化特性不同，该极化特性在水声信号处理领域的相关研究较少。因此，本发明通过求取单矢量传感器接收线谱信号的频谱矩阵，对其进行奇异值分解，提出适宜的极化特征参数来对线谱信号进行检测。本发明能够大大降低高斯白噪声、高斯色噪声以及实际的海洋环境噪声的干扰，为微弱线谱信号检测提供了新思路。此外，本发明操作简单，计算量适中，计算结果清晰、稳定，具有广泛的适用范围。

关键词：极化特性单矢量传感器水声信号处理对线线谱海洋环境噪声环境噪声干扰高斯白噪声奇异值分解背景噪声极化特征舰船目标频谱矩阵随机噪声线谱检测信号检测计算量接收线目标线色噪声检测高斯水中清晰研究

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各向同性噪声场中单矢量传感器虚源消除MUSIC测向方法

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声学学报 2019年第4期44卷 698-706页

作者：柳艾飞杨德森时胜国朱中锐哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 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

针对各向同性噪声场中,单矢量水声传感器声压通道和振速通道的噪声功率不一致性造成MUSIC测向方法性能急剧下降的问题,提出了一种增秩MUSIC测向方法和一种幅度加权MUSIC测向方法。增秩MUSIC测向方法通过增加信号子空间维度消除虚源的影... 详细信息

针对各向同性噪声场中,单矢量水声传感器声压通道和振速通道的噪声功率不一致性造成MUSIC测向方法性能急剧下降的问题,提出了一种增秩MUSIC测向方法和一种幅度加权MUSIC测向方法。增秩MUSIC测向方法通过增加信号子空间维度消除虚源的影响,在单目标情况和低信噪比时可获得高精度方位估计结果,其性能接近克拉美洛界限(CRB),但它不能分辨双目标;幅度加权MUSIC测向方法通过对接收信号幅度加权消除了虚源,并且能分辨双目标。

关键词： MUSIC 各向同性单矢量传感器噪声场测向矢量水声传感器幅度加权接收信号

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一种单矢量传感器增秩MUSIC测向技术

一种单矢量传感器增秩MUSIC测向技术

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作者：柳艾飞杨德森时胜国朱中锐 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室

本发明公开了一种单矢量传感器增秩MUSIC测向技术，属于传感器信号处理技术领域。MUSIC测向技术估计误差小，精度高，它要求声矢量传感器接收的海洋环境噪声的协方差矩阵为单位阵。在海洋环境噪声场中，声矢量传感器的声压通道和振速通... 详细信息

标准号: CN108919176B

本发明公开了一种单矢量传感器增秩MUSIC测向技术，属于传感器信号处理技术领域。MUSIC测向技术估计误差小，精度高，它要求声矢量传感器接收的海洋环境噪声的协方差矩阵为单位阵。在海洋环境噪声场中，声矢量传感器的声压通道和振速通道接收到的海洋环境噪声功率并不相等，导致MUSIC测向技术在水下目标探测中无法得到应有的高精度估计。本发明发现声矢量传感器的声压通道和振速通道接收到的环境噪声功率不一致性引起一个虚源。为保证目标导向矢量和噪声子空间的正交性，本发明把此虚源的导向矢量归于信号子空间而非噪声子空间。在较低信噪比下，本发明仍旧具有尖锐的空间谱峰和较小的估计误差。本发明可用于解决海洋环境噪声中对弱目标的被动测向问题。

关键词：海洋环境噪声测向声矢量传感器噪声子空间估计误差声压通道通道接收虚源振速传感器信号处理单矢量传感器环境噪声功率水下目标探测协方差矩阵信号子空间不一致性导向矢量低信噪比精度估计目标导向矢量单位阵空间谱弱目标正交性可用相等尖锐保证发现

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一种基于负梯度波导下warping变换的单矢量传感器无源测距方法

一种基于负梯度波导下warping变换的单矢量传感器无源测距方法

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作者：邱龙皓郝宇邹男张毅锋付进梁国龙齐滨王晋晋王逸林张光普王燕 150000 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号

本发明是一种基于负梯度波导下warping变换的单矢量传感器无源测距方法。本发明通过矢量声信号的简正波表示和简正波分类，确定升压和振速信号；基于含负梯度波导，保留海底反射相移；确定声压和水平振速与声压和垂直振速的互相关函数... 详细信息

标准号: CN113820717B

本发明是一种基于负梯度波导下warping变换的单矢量传感器无源测距方法。本发明通过矢量声信号的简正波表示和简正波分类，确定升压和振速信号；基于含负梯度波导，保留海底反射相移；确定声压和水平振速与声压和垂直振速的互相关函数，得到频谱；利用含负梯度波导下warping变换，进行无源测距。本发明提出的测距方法主要适用于下发下收的情况，仅利用引导声源和单矢量水听器即可实现对目标的无源测距，估计结果与真实距离符合较好，目标距离在10～30km时，算法测距相对误差在8％以内。

关键词：无源测距波导振速测距声压单矢量传感器单矢量水听器互相关函数升压估计结果目标距离相对误差矢量频谱声源相移反射算法垂直分类保留

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一种基于负梯度波导下warping变换的单矢量传感器无源测距方法

一种基于负梯度波导下warping变换的单矢量传感器无源测距方法

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作者：邱龙皓郝宇邹男张毅锋付进梁国龙齐滨王晋晋王逸林张光普王燕 150000 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号

标准号: CN113820717A

关键词：无源测距波导振速测距声压单矢量传感器单矢量水听器互相关函数升压估计结果目标距离相对误差矢量频谱声源相移反射算法垂直分类保留

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一种基于单矢量传感器的空中目标定位方法

一种基于单矢量传感器的空中目标定位方法

引用

作者：赵安邦毕雪洁惠娟马雪飞曾财高马林程越牛芳赵智姗李贺 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南通大街145号哈尔滨工程大学科技处知识产权办公室

本发明提供的是一种基于单矢量传感器的空中目标定位方法。首先，利用pvz互谱信号计算得到方位角估计结果。然后，对vz进行谱分析后，进行相应频段的频率提取。使用LSM算法对频率估计方法进行改进，提高了频率序列提取精度和基频估计结... 详细信息

标准号: CN107515390B

本发明提供的是一种基于单矢量传感器的空中目标定位方法。首先，利用pv_z互谱信号计算得到方位角估计结果。然后，对v_z进行谱分析后，进行相应频段的频率提取。使用LSM算法对频率估计方法进行改进，提高了频率序列提取精度和基频估计结果精度。再进行水平方向参数估计，结合水平距离补偿算法，可得到补偿前后的水平距离估计结果。当方位角与航向角接近时，最近距离匹配算法的提出，使最近距离估计结果更为准确。水平距离补偿算法的提出，降低了角度估计精度对水平距离估计精度的影响，使水平距离估计结果更为准确。通过频率序列提取法计算仰角，在仰角估计算法的基础上，实现了空中目标的高度估计，从而实现了对空中目标的三维定位。

关键词：水平距离估计结果空中目标补偿算法频率序列最近距离算法单矢量传感器方位角估计仰角参数估计基频估计角度估计匹配算法频率估计频率提取三维定位信号计算仰角估计方位角航向角谱分析提取法频段改进

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