本文關(guān)鍵詞：不確定海洋環(huán)境中基于貝葉斯理論的聲源運動參數(shù)估計方法　出處：《物理學(xué)報》2016年16期 　論文類型：期刊論文

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【摘要】：環(huán)境參數(shù)失配導(dǎo)致定位性能大幅度下降是匹配場定位所面臨的難題之一.應(yīng)用貝葉斯理論對環(huán)境聚焦,是當(dāng)前解決該難題的研究熱點.環(huán)境聚焦方法的實質(zhì)是將未知環(huán)境參數(shù)和聲源位置聯(lián)合優(yōu)化估計.然而,運動聲源的位置時變性限制了觀測時間長度和觀測信息量,因此不得不利用很有限的觀測信息來實現(xiàn)眾多參數(shù)的估計.當(dāng)航速較快或是環(huán)境信息的不確定性較大時,環(huán)境聚焦方法的效果迅速變差.借鑒卡爾曼濾波處理非平穩(wěn)過程的參數(shù)估計思想,對航速較恒定的聲源,本文將多個時刻的接收信號同時反演,引入能夠描述聲源位置隨時間變化規(guī)律的時不變參數(shù),以較少的時不變參數(shù)間接反演多個聲源位置,從而有效降低待估參數(shù)維數(shù).同時將當(dāng)前估計結(jié)果作為下一次反演的先驗信息,建立新的先驗分布和代價函數(shù),有效補償個別異常數(shù)據(jù),實現(xiàn)運動聲源的連續(xù)定位.該方法在相同的環(huán)境不確定條件下,大幅度增加了觀測時間和觀測信息量,可以較好地改善環(huán)境聚焦方法的定位效果.
[Abstract]:One of the difficult problems in matching field localization is that the mismatch of environmental parameters leads to a great decline in localization performance. The Bayesian theory is used to focus on the environment. It is a hot topic to solve this problem. The essence of the environment focusing method is to optimize the unknown environmental parameters and the sound source location. The temporal variation of the position of moving sound source limits the length of observation time and the amount of information. Therefore, we have to use very limited observation information to realize the estimation of many parameters, when the speed of navigation is higher or the uncertainty of environmental information is greater. Using Kalman filter for parameter estimation of non-stationary process, the received signals at several times are inversed simultaneously for sound sources with constant speed. The time-invariant parameters which can describe the variation of sound source position with time are introduced, and multiple sound source positions are indirectly retrieved with fewer time-invariant parameters. At the same time, the current estimation result is regarded as the prior information of the next inversion, and a new prior distribution and cost function are established to compensate the individual abnormal data effectively. This method can greatly increase the observation time and the amount of observation information under the same environment uncertainty condition, and can improve the localization effect of the environment focusing method.
【作者單位】： 山東科技大學(xué)測繪科學(xué)與工程學(xué)院;中國科學(xué)院聲學(xué)研究所 聲場聲信息國家重點實驗室;海洋石油工程(青島)有限公司;
【基金】：山東科技大學(xué)人才引進科研啟動基金(批準號:2014RCJJ004) 測繪公益性行業(yè)科研專項經(jīng)費(批準號:201512034) 國家自然科學(xué)基金(批準號:41506111,41376108)資助的課題~~
【分類號】：P733.2
【正文快照】： 1引言 匹配場聲源定位和跟蹤是水聲學(xué)研究中的經(jīng)典問題,近年來逐漸成為國內(nèi)外水聲學(xué)者研究的一個焦點.匹配場定位是建立在對海洋聲傳播精確建�；A(chǔ)上的目標(biāo)被動定位方法,它將實測水聲信號與模擬聲場信號相匹配來確定目標(biāo)的深度和距離[1].其特點是對環(huán)境參數(shù)失配、陣列幅度相

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