浅海中单矢量水听器高分辨方位估计方法

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ａｌｇｏｉｔｒｈｍｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｉｎｇｌｅｖｅｃｔｏｒｈｙｄｒｏｐｈｏｎｅａｎｄｎｏｒｍａｌｍｏｄｅｔｈｅｏｒｙｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅａｒｒａｙｍａｎｉｆｏｌｄ
ｃｈａｒａｃｔｅｉｒｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｉｎｇｌｅｖｅｃｔｏｒｈｙｄｒｏｐｈｏｎｅｔｈｅｎｔｈｅｈｉ【ｇｈ－ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎＤＯＡｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｉｎｇｌｅｖｅｃｔｏｒｈｙｄｒｏ－
浅朴胜春，宋海岩，张海刚
（１．哈尔滨工程大学水声技术重点实验室，黑龙江哈尔滨１５０００１；２．黑龙江工程学院电气与信息工程学院，黑龙江哈尔滨
１５００５０）
ＥｌｅｃｔｉｒｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇ，ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｙ，ｇＨａｒｂｉｎ１５００５０，Ｃｈｉｎａ）
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｈｉｇｈ・・ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎＤＯＡｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｓｉｎｇｌｅｖｅｃｔｏｒｈｙｄｒｏ－－ｐｈｏｎｅｉｎｓｈａｌｌｏｗｓｅａｓ，ｔｈｅｉｍｐａｃｔｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｃｈａｎｎｅｌｏｎｓｏｕｎｄｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｉｓｆｕｌｌｙｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．Ｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇ
摘
要：为了提高单矢量水听器高分辨方位估计在浅海环境中的性能，充分考虑信道对声传播的影响，将海洋声传播物
理模型与稳健自适应波束形成方法相结合，并根据单矢量水听器阵列流型的特点提出了基于简正波理论的单矢量水听器矢量最优化算法，实现了单矢量水听器的高分辨方位估计。计算机仿真结果表明，该算法依靠单个矢量水听器便可实
Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｈｉｇｈ－ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎＤＯＡｂａｓｅｄｏｎ
ｓｉｎｇｌｅｖｅｃｔｏｒｈｙｄｒｏｐｈｏｎｅｉｎｓｈａｌｌｏｗｗａｔｅｒ
现窄带信号和宽带信号的高分辨方位估计，并且在足够的信噪比下，能够达到无偏估计。海试数据处理结果验证了算法
的正确性和有效性。
关键词：简正波模型；单矢量水听器；高分辨方位估计；矢量最优化算法；声传播
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６ — ７０４３．２０１２１２０３２
网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｏｉ／１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６ — ７４３０．２０１２１２０３２．ｈｔｍｌ中图分类号：ＴＢ５６６文献标志码：Ａ文章编号：１００６ — ７４３０（２０１４）０２ — ０２０８ — ０８
第３５卷第２期
２０１４年２月
哈
尔
滨
工
程
大
学
学
报
Ｖｏ１．３５Ｎｏ．２Ｆｅｂ．２０１４
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
ＬＩＮａｎｓｏｎｇ，ＰＩＡＯＳｈｅｎｇｃｈｕｎ，ＳＯＮＧＨａｉｙａｎ，ＺＨＡＮＧＨａｉｇａｎｇ
（１．ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｎＵｎｄｅｒｗａｔｅｒＡｃｏｕｓｔｉｃＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｉｒｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｃｈｏｏｌｏｆ