基于微小型水下航行器的高精度目标方位估计的研究

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1、江苏科技大学论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得江苏科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：年月日学位论文使用授权声明江苏科技大学有权保存本人所送交的学位论文的复印件和电子文稿，可以将学位论文的全部或部分上网公布，有权向国家有关部门或机构送交并授权其保存、上网公布本学位论文的复印件或电子文稿。本人电子文稿的内容和纸质论

2、文的内容一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅。研究生签名：导师签名：日期日期摘要摘要随着海洋资源探索的不断深入和国防建设的不断加强，微小型水下航行器的应用越来越广泛。水声目标方位估计(也即波达方向估计(DirectionOfArrival,DOA))作为微小型水下航行器众多应用的一个重要前提，也越来越发挥着巨大的作用。然而由于微小型水下航行器自身尺寸以及能量供应等方面的限制，现有的水声目标DOA估计方法在实际应用中往往会出现运算慢、精度不高等问题。因此，对于能够有效提高方位估计精度、减少运算量、降低对载体尺寸要求的水声目标DOA估计方法的研究迫不及待。本文针对上述

3、问题，在分析研究压缩感知(CompressedSensing,CS)理论原理的基础上，结合水声目标信号空间稀疏特点，构建水声目标空间稀疏表示模型，提出了基于CS的水声目标DOA估计方法，在理论研究的基础上通过仿真实验与传统的水声目标DOA估计方法进行比较和分析。仿真结果表明基于CS的水声目标DOA估计方法具有估计精度高、运算相对较小以对阵列尺寸要求相对较低的特点，为基于微小型水下航行器平台的水声目标DOA估计的应用提供了有价值的技术思路或方法。同时本文在基于CS的水声目标DOA估计研究的基础上，结合平滑l0范数法原理，建立基于平滑l0范数的快速水声目标DOA估计方法数学模型，研究

4、了基于平滑l0范数的宽带水声信号DOA估计实现方法，并通过实验仿真与现有的水声目标DOA估计方法在估计精度和运算时间等方面进行比较和分析，验证该方法在运算时间上具有绝对优势的同时还具有相对较高的精度，在CS理论框架下为应用于微小型水下航行器平台的水下目标DOA估计提供一种快速且精度较高的方法。关键字水下航行器；压缩感知；高精度；波达方向估计；l0范数I江苏科技大学工程硕士学位论文IIAbstractAbstractWiththedeepeningofthemarineresourcesexplorationandthenationaldefenseconstructioncont

5、inuestostrengthen,theapplicationofsmallunderwatervehicleismoreextensive.Theunderwateracoustictargetdirectionofarrival(DOA)estimationalsoplaysanincreasinglyimportantrole,whichasoneofthemostimportantpreconditionofthesmallunderwatervehicle’sapplications.However,duetothelimitationsofthesmallunder

6、watervehiclesizeandenergysupply,theexistingunderwateracoustictargetDOAestimationmethodsoftenhavethecomputationslowandlowaccuracyprobleminpracticalapplications.Therefore,thestudyofunderwateracoustictargetDOAestimationmethodwhichcanincreasetheDOAestimationaccuracy,reducetheoperationamountanddro

7、pthedemandofthelocationplatformisbrooknodelay.ThispapercombinedwiththecharacteristicofunderwatertargetspacesparsitybasedontheanalysisoftheCSsparsereconstructionprinciple,andbuiltunderwateracousticsignalspacesparsemodel,andproposedtheunderwate