基于相关峰插值的五元十字阵被动声定位算法.pdf

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1、第36卷第5期探测与控制学报Vo1．36No．52014年1O月JournalofDetection&Control0ct．2014基于相关峰插值的五元十字阵被动声定位算法马少春，刘庆华，黄灵鹭(桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林541004)摘要：针对基于传统时延估计方法的被动声定位算法精度提高受时延估计精度限制的问题，提出基于相关峰插值方法的被动声定位算法。该算法能改善FFT变换带来的栅栏效应，根据声音信号的传播特性对信号低频频谱进行细化从而提高时延估计精度。通过计算机仿真和外场实验对比分析了基于互相关方法和基于FICP方法

2、的被动声定位算法在五元十字阵系统中的定位精度。结果表明，基于FICP方法的被动声定位算法能够较好地对声源目标进行定位，且算法定位精度优于基于互相关方法的定位算法，具有较强的实际应用性。关键词：被动声定位；相关峰精确插值算法；时延估计；五元十字阵中图分类号：TN911．72文献标志码：A文章编号：1008—1194(2014)05—0094．05PassiveAcousticLocationAlgorithmBasedonFive-elementCrossArrayViaInterpolationofCorrelationPeakMAS

3、haochun，LIUQinghua，HUANGLinglu(SchoolofInformationandCommunication，GuilinUniversityofElectronicTechnology，Guilin541004，China)Abstract：Duetothelimitationofsamplingfrequency，it'sdifficulttoimprovetheprecisionofpassiveacousticlocalizationalgorithmbasedontraditionaltimedela

4、yestimationmethod．Tosolvethisproblem，amodifiedalgo—rithmtoestimatethelocationofsoundsourcewaspresentedbasedonFICPmethod．AccordingtOtheacoustictransmissioncharacteristics。theproposedalgorithmcouldimprovethefenceeffectcausedbyFFTandgothigh—erprecisionoftimedelayestimation

5、bysubdividingsignallow-frequencyspectrum．Thetargetlocationpositio—ningaccuracyofthetwoalgorithmsweretestifiedbytheorysimulationandsimulatedexperimentsbasedonfive-elementcrossarraysystem．Itwasshowedthatthealgorithmcouldorientatetargeteffectively，andthelocationaccuracywas

6、betterthanthepassivelocationalgorithmbasedoncross-correlationmethod．Keywords：passiveacousticlocalization；FICPalgorithm；TDE；five-elementcrossarray较高，而得到广泛应用。0引言被动声定位在实际应用时往往受到各种因素的限制，如时延估计精度、基阵尺寸、目标距离等[2]，特在电子对抗领域内，被动声定位技术是指利用别是对时延估计的精度要求很高，所以准确地进行目标声信号获得目标位置信息的技术，具有隐蔽性时

7、延估计是被动声定位的关键。常规的互相关时延好、不受通视条件限制等优点。目前使用传声器阵估计算法[3]是基于快速傅里叶变换(FastFourier列对声源进行定位的方法主要分为三类：时延估计、Transform，FFT)计算信号在频域的互谱进而计算谱估计和定向波束形成。基于时延估计的方法是指时间延迟的，计算得到的时延间隔为采样周期的整利用声源发出的信号到达各个传声器的时间延迟对数倍，时延估计精度为丁s／2，自适应时延估计算声源位置进行估计，自广义互相关算法L1]提出以来，法[4]精度虽优于传统互相关算法，然其收敛速度较由于其计算速度快，

8、能达到实时的要求，定位精度慢计算量较大不利于实时实现。针对互相关时延估*收稿日期：2014—05—13基金项目：广西自然科学基金项目资助(2013GXNSFFA019004)作者简介：马少春(1989一)，男，安徽肥东人