幅度与频率联合测量的LOFAR浮标定位算法.pdf

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1、第35卷第1期哈尔滨工程大学学报V01．35No．12014年1月JournalofHarbinEngineeringUniversityJan．2014幅度与频率联合测量的LOFAR浮标定位算法陶林伟，王英民，苟艳妮(西北工业大学航海学院，陕西西安710072)摘要：在LOFAR浮标应用中，为了在目标经过CPA点之前完成其运动参数的估计，提出了一种基于目标辐射噪声幅度和频率联合测量来计算单目标运动参数的无误差理论算法。使用3次等间隔的目标幅度及频率测量值，推导出无误差的目标特征频率、绝对速度、最接近点距离、辐射噪声幅度的理论公式。针对LOFAR实际使

2、用特点，利用最小二乘估计理论提高了目标参数估计精度。计算机仿真表明，该算法在理论上是一个无误差的计算方法，空气模拟实验证明了该算法在工程实际使用中的可行性及有效性。关键词：LOFAR浮标；定位算法；参数估计；最接近点距离；多普勒频移；幅度测量；频率测量doi：10．3969／j．issn．1006—7043．201304032网络出版地址：http：／／www．cnki．net／kcms／detail／23．1390．U．20131115．0849．004．html中图分类号：TJ67文献标志码：A文章编号：1006—7043(2014)01．0074

3、．07LOFARsonobuoylocalizationalgorithmbasedonthemeasurementsofamplitudeandfrequencyTAOLinwei，WANGYingmin，GOUYanni(SchoolofMarineScienceandTechnology，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi'an710072，China)Abstract：InordertoestimatethemotionparametersofthetargetbeforeitpassesbytheCP

4、A(closestpointofap—proach)intheapplicationoftheLOFAR(1ow—frequencyacquisitionandranging)sonobuoy，anunbiasedestima-tionmethodisproposed，whichcanestimatethemotionparametersofthesingletargetusingtheamplitudeandfre-quencyofitsradiatednoise．Forderivingthetheoreticalformulasforthepara

5、meterslikethecharacteristic~equen—cy，absolutespeed，CPAandradiatednoiseamplitude，threemeasurementsofamplitudeandfrequencythataree-venlyspacedintherangeareused．WithconsiderationtothecharacteristicsofthepracticalapplicationofLOFAR，theleastsquaresestimationtheorywasusedtoenhancethea

6、ccuracyofthetargetparameterestimation．Thecomput-ersimulationresultsindicatethatthismethodisanunbiasedestimationalgorithmintheoryandtheairexperimentdemonstratesthepracticabilityandeffectivenessofthismethodforuseinengineeringpractice．Keywords：LOFARsonobuoy；localizationalgorithm；pa

7、rameterestimation；CPA；Dopplershift；amplitudemeas—urements；frequencymeasurements被动全向浮标LOFAR(1ow—frequencyacquisitionFAR来对目标进行粗略定位，然后使用主动全向、andranging)，是声呐浮标系列中重要的一种。LO．被动定向等浮标对目标进行精确定位¨。J。FAR的水听器没有指向性，只能被动接收目标辐射使用单枚LOFAR进行目标参数估计的方法主噪声，并通过对噪声中包含的线谱信息进行记录并要有以下几种：1)Doppler-CPA算法(clo

8、sestpointof处理来计算目标的运动参数，具有造价低廉、体积approach，CPA)最