21世紀(jì)是海洋的世紀(jì),海洋對(duì)國(guó)家的生存與發(fā)展、主權(quán)與安全具有重要戰(zhàn)略意義。為適應(yīng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,國(guó)家更是提出了“海洋強(qiáng)國(guó)”戰(zhàn)略。合理探索和利用海洋資源的難點(diǎn)在于水下環(huán)境的探測(cè),空間譜估計(jì)是一種實(shí)現(xiàn)水下探測(cè)的關(guān)鍵技術(shù),在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界得到越來(lái)越多的重視。近年來(lái)基于信號(hào)稀疏表示思想的波達(dá)方向估計(jì)算法得到了迅速的發(fā)展,能夠在信噪比低,快拍數(shù)少和相干信源下有著較好的估計(jì)結(jié)果。但對(duì)于分布式源,由于不能很好的滿足空間稀疏性假設(shè),所以基于稀疏重建準(zhǔn)則的空間譜估計(jì)方法在分布式源下沒(méi)有很好的性能。另外,傳統(tǒng)的空間譜估計(jì)方法大多基于被動(dòng)探測(cè)模型。基于上述背景,本文的主要工作如下:首先,本文利用單發(fā)多收陣列系統(tǒng)主動(dòng)探測(cè)的特性,提出了基于稀疏約束的匹配濾波時(shí)延估計(jì)方法,并進(jìn)一步擴(kuò)展到角度-距離的聯(lián)合估計(jì)。不同于傳統(tǒng)基于被動(dòng)探測(cè)模型的角度-距離估計(jì)方法,所提出方法利用了收發(fā)信號(hào)波形特征和同步信息,并進(jìn)一步利用稀疏特征。仿真表明,相較于被動(dòng)探測(cè)參數(shù)估計(jì)方法,所提出方法可實(shí)現(xiàn)更高精度的空間譜估計(jì)。此外,本文通過(guò)分析稀疏信號(hào)表示形式在分布式源模型中應(yīng)用的不足,建立了基于低秩約束準(zhǔn)則的角度-距離二維聯(lián)合估計(jì)數(shù)學(xué)模型,...

【文章頁(yè)數(shù)】：88 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 水聲環(huán)境的特點(diǎn)
    1.3 陣列聲吶參數(shù)估計(jì)的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第二章 陣列聲吶參數(shù)估計(jì)基礎(chǔ)理論與算法
    2.1 空間譜估計(jì)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    2.2 空間譜估計(jì)基礎(chǔ)理論
        2.2.1 空間譜估計(jì)數(shù)學(xué)模型
        2.2.2 窄帶信號(hào)遠(yuǎn)場(chǎng)源模型
        2.2.3 窄帶信號(hào)近場(chǎng)源模型
    2.3 傳統(tǒng)空間譜估計(jì)算法
        2.3.1 Capon最小方差法
        2.3.2 多重信號(hào)分類算法
        2.3.3 信源數(shù)估計(jì)算法
        2.3.4 空間平滑算法
        2.3.5 FFT相移波束形成
    2.4 基于稀疏表示的波達(dá)方向估計(jì)算法
        2.4.1 稀疏信號(hào)的數(shù)學(xué)模型
        2.4.2 單快拍稀疏信號(hào)的重構(gòu)算法
        2.4.3 多快拍稀疏信號(hào)的重構(gòu)算法
        2.4.4 L1-SVD算法
    2.5 仿真實(shí)驗(yàn)
        2.5.1 Capon最小方差法與MUSIC性能對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)
        2.5.2 MDL信源數(shù)估計(jì)算法仿真實(shí)驗(yàn)
        2.5.3 空間平滑算法仿真實(shí)驗(yàn)
        2.5.4 角度距離MUSIC聯(lián)合估計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)
        2.5.5 MUSIC法與稀疏方法在波達(dá)方向估計(jì)中對(duì)比仿真實(shí)驗(yàn)
    2.6 本章小結(jié)
第三章 單發(fā)多收陣列系統(tǒng)的參數(shù)估計(jì)算法研究
    3.1 單發(fā)多收陣列系統(tǒng)概述
    3.2 基于稀疏約束的距離估計(jì)
        3.2.1 距離估計(jì)算法
        3.2.2 基于稀疏約束的匹配濾波距離估計(jì)算法
        3.2.3 仿真實(shí)驗(yàn)
    3.3 基于稀疏約束的角度-距離聯(lián)合估計(jì)
        3.3.1 稀疏約束下算法的信號(hào)模型
        3.3.2 聯(lián)合譜估計(jì)的稀疏重建算法
        3.3.3 仿真實(shí)驗(yàn)
    3.4 基于低秩約束的角度-距離聯(lián)合估計(jì)
        3.4.1 低秩約束下的分布式源模型
        3.4.2 分布式源的低秩性分析
        3.4.3 低秩約束聯(lián)合估計(jì)算法
        3.4.4 仿真實(shí)驗(yàn)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 聲吶水下探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.1 聲吶探測(cè)的原理與基本流程
    4.2 聲吶系統(tǒng)及其工作流程
        4.2.1 系統(tǒng)參數(shù)概述
        4.2.2 系統(tǒng)工作原理概述
        4.2.3 系統(tǒng)工作流程
    4.3 探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        4.3.1 TCP協(xié)議與UDP協(xié)議
        4.3.2 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)定義與設(shè)計(jì)
        4.3.3 系統(tǒng)邏輯與流程設(shè)計(jì)
    4.4 水池實(shí)驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
總結(jié)和展望
    工作總結(jié)
    未來(lái)展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號(hào)：4034357