匹配場處理（MFP,Matched-Field Processing）技術(shù)能夠?qū)⑺曅诺赖奈锢硖匦院蛡鹘y(tǒng)的信號處理算法相結(jié)合,在水下聲源目標(biāo)的探測與定位,地聲參數(shù)反演等方面具有良好的表現(xiàn),是近年來國內(nèi)外水聲領(lǐng)域比較熱衷的技術(shù)。匹配場聲源定位技術(shù)隨之不斷發(fā)展,在以往的匹配場聲源定位中,通常會選擇垂直線列陣（Vertical line array,VLA）作為接收基陣,因其可以在深度上采集較多的聲傳播信息,對絕大部分簡正波模態(tài)精確采樣。垂直線列陣容易發(fā)生陣列傾斜等固有特性限制了其性能及應(yīng)用,固定在海底的水平線列陣可以通過長時間海洋環(huán)境調(diào)查,獲取陣列周邊海洋環(huán)境參數(shù)信息,不斷優(yōu)化匹配場使用的參數(shù),從而可以在一定程度上避免環(huán)境失配對匹配場帶來的誤差,同時,由于海底固定陣在水平空間能夠?qū)δ繕?biāo)進(jìn)行方位估計(jì),通過結(jié)合方位估計(jì)算法,能夠有效實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的三維定位,減少三維空間匹配場定位帶來的龐大計(jì)算量。本文擬通過研究海洋聲學(xué)相關(guān)理論與聲場建模方法,通過理論與仿真研究基于海底水平固定陣的匹配場定位算法,得到穩(wěn)健性較好的海底水平固定陣匹配場定位算法,并用實(shí)測海上試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證算法有效性。本文的主要工作有:1、從... 

【文章來源】：國防科技大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同深度水平陣的匹配場定位模糊平面

JASA 的文章中實(shí)現(xiàn)了基于壓縮感知的基追蹤[44]，將匹配場問題轉(zhuǎn)換為未定的凸優(yōu)化問題。理論推導(dǎo)和仿真結(jié)果表明，對于單一聲源，對于任意數(shù)量快拍，壓縮感知（CS）處理器和 Bartlett 處理器的結(jié)果相同。而對于單個和多個非相干源，仿真結(jié)果表明，壓縮感知（CS）處理器相對于自適應(yīng)白噪聲約束處理器定位性能有所改進(jìn)。Tollefsen 使用陣列相干和陣列非相干處理器對 SWellEx-96 淺海試驗(yàn)數(shù)據(jù)中的兩個水平陣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[45]，處理效果均優(yōu)于分別對單個陣列數(shù)據(jù)的處理效果。1.4 本文主要研究內(nèi)容垂直陣可以在深度上采集較多的聲傳播信息，對絕大部分簡正波模態(tài)精確采樣，因此多年來在水聲領(lǐng)域廣受研究人員青睞，其匹配場定位算法較為成熟。本文對現(xiàn)有垂直陣匹配場定位算法進(jìn)行較為深入的學(xué)習(xí)與研究，通過仿真實(shí)驗(yàn)以及海上試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理驗(yàn)證算法可靠性，然后以垂直陣匹配場定位算法為基礎(chǔ)，通過理論與仿真實(shí)驗(yàn)探索、提出基于海底水平固定陣的匹配場定位算法，得到穩(wěn)健性較好的海底水平固定陣匹配場定位算法，并進(jìn)行誤差分析，最后用實(shí)測海上試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證算法有效性。

第 14 頁圖 2.1 Kraken 程序模塊結(jié)構(gòu)圖第一部分：模式計(jì)算Kraken:讀取環(huán)境文件*.env，求解簡正波的模式，并寫入到輸出文件*.mod 以直接應(yīng)用于彈性介質(zhì)，但計(jì)算過程中忽略了彈性介質(zhì)中的材料吸收衰減。KrakenC:Kraken 的另一個版本，在復(fù)平面內(nèi)計(jì)算特征值。Kraken 利用擾動只計(jì)算特征值的實(shí)部，而 KrakenC 計(jì)算特征值的復(fù)數(shù)值。KrakenC 的運(yùn)行速約比 Kraken 慢 3 倍，但是它考慮了模式泄露與彈性介質(zhì)中的材料衰減吸收序內(nèi)部 KrakenC 是用一組等價(jià)的反射系數(shù)來代替彈性介質(zhì)，因此無法直接運(yùn)rakenC 來觀察彈性分層中的聲場。KrakenL:與 KrakenC 類似，可以計(jì)算彈性介質(zhì)中的彈性位移和彈性應(yīng)力。很少被應(yīng)用，而且未來也不會再更新。第二部分： 基本繪圖程序

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]淺海水平固定陣陣形對匹配場定位性能的影響[J]. 彭水,袁蓉,徐國貴.  艦船科學(xué)技術(shù). 2015(09)
[2]海底水平陣性能分析[J]. 李澍,章新華,周敏,鄭文強(qiáng),徐偉東.  艦船科學(xué)技術(shù). 2014(09)
[3]基于特征提取的匹配場處理[J]. 王奇,王英民,諸國磊.  火力與指揮控制. 2014(05)
[4]基于模擬退火算法的快速匹配場處理[J]. 王奇,王英民,茍艷妮.  電聲技術(shù). 2013(09)
[5]淺海中水平陣時反聚焦性能研究[J]. 陳羽,倪明,張振慧.  應(yīng)用聲學(xué). 2011(04)
[6]基于環(huán)境擾動的線性匹配場處理方法[J]. 楊坤德,馬遠(yuǎn)良,鄒士新,雷波.  聲學(xué)學(xué)報(bào). 2006(06)
[7]不確定環(huán)境下的穩(wěn)健自適應(yīng)匹配場處理研究[J]. 楊坤德,馬遠(yuǎn)良,張忠兵,鄒士新.  聲學(xué)學(xué)報(bào). 2006(03)
[8]淺海中水平陣的匹配定位[J]. 馬力.  聲學(xué)學(xué)報(bào). 1996(S1)
[9]基于聲線理論的水聲被動定位原理[J]. 孫枕戈,馬遠(yuǎn)良,屠慶平,姜小權(quán).  聲學(xué)學(xué)報(bào). 1996(05)

博士論文
[1]水聲信號的匹配場處理技術(shù)研究[D]. 楊坤德.西北工業(yè)大學(xué) 2003



本文編號：3498446