利用低频声压干涉谱的目标运动参数估计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第4O卷第3期哈尔滨工业大学学报Vo1．40Nn32008年3月JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYMar．2oo8利用低频声压干涉谱的目标运动参数估计杨娟，惠俊英，江磊(哈尔滨工程大学水声工程学院，哈尔滨150001，E-mail：wabbnnyang@yahoo．com．cn)摘要：针对水下目标被动定位技术中目标运动分析方法(TMA)及匹配场处理方法(MFP)需要较多的观测阵元、算法复杂的问题，通过分析浅海声压场的干涉特性，提出了一种适用于单水听器

2、被动目标运动参数估计的新方法．近距离目标辐射的噪声通过浅海声场后，在时频域上形成干涉条纹．利用射线模型分析浅海声压场，推导出时频干涉条纹是双曲线簇型的．运用图像处理中边缘提取的常用方法——Hough变换．提取双曲线参数，可以得到运动目标的航速、航深及距离的信息．海试数据分析说明了其有效性．与一般的水下目标运动分析和匹配场处理技术相比，本文的方法具有声场分析和定位方法简单的优点、关键词：干涉谱；目标运动参数估计；Hough变换；单水听器中图分类号：0427，TB56文献标识码：A文章编号：0367—6234(2008)03—0471—0

3、4Movingtargetparameterestimationusingthespectrum．，interferenceoflowfrequencyYANGJuan，HUIJun．ying，JIANGLei(CollegeofUnderwaterAcousticEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150{301，China，E—mail：wabbnnyang@yahoo．n．cn)Abstract：Aimingatthecomplexalgorithmandtheneedof

4、moreelementsintheestimationofunderwatermovingtargetwithTMAandMFD，thispaperpresentsamethodoftargetmovingparameterestimationbasedontheanalysisonspectruminterferenceinshallowwater，whichcanbeusedinasinglehydrophone．Thenoiseradiatedbythemovingobjectwillforminterferenceaftert

5、hemuhi—pathchanne1．Thehyperbolashapedinterferencepatternintimeandfrequencydomainwasderivedfromtheraymodelapproximationoftheacousticfield．ByusingtheHoughtransform，usuallyusedfortheedgedetectioninimageprocessing，thehyperbolaparameterwasobtainedtoestimatethespeed，depthandt

6、hedistanceofthemovingobject．Thedatafromtheseatrialsshowsthevalidityofthismethod．TheacousticfieldanalysisandpositionalgorithmofthismethodaresimplecomparedwiththegeneralTMAandMFP．Keywords：interferencespectrum；parameterestimationofmovingtarget；Houghtransform；isingtehydroph

7、one水下目标被动定位方法归纳起来有三大法．TMA方法以纯方位TMA为基础，并辅以频类⋯：三子阵定位、目标运动分析(TMA)和匹率、多普勒信息、距离、相位信息多观测站等，多配场处理(MFP)．传统的被动定位方法一般采用来估计目标水平方位．匹配场定位以声场模型用多个基元，以时延差测量为基础，进行双曲面或为基础，采用多元垂直阵通过匹配系数对计算声球面交汇定位．传统方法在多途信道中进行目标场与实际声场进行匹配来对目标定位．!目前，被动定位都要解相干，仅利用直达声的信息，多途声是定位技术发展的新趋势是联合TMA／MFPl4的定作为干扰被抑制的

8、．然而，浅海声场中波导效应比位方法和利用方位、多径时延的多途TMA．然较明显，传统被动定位方法性能严重下降．目标运而，通常的TMA或MFP算法往往需要较多的观动分析和匹配场处理是近年来新兴的被动定位方测阵元或者定位算法比