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《三維前視聲納高分辨方位估計研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、哈爾濱_[程大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要三維前視聲納是保證潛器、潛艇在水下安全航行的重要設(shè)備。三維前視聲納與一維和二維聲納不同，三維前視聲納可以同時提供障礙物所在的方位、距離和深度的信息。本文圍繞目標(biāo)回波的波達方位估計這一問題進行了幾種方位估計方法的研究和討論。文章回顧了基于FFT的波束形成方法和高頻聲納中常用的基帶波束形成方法，并提出了基于四階累積量的矢量陣Bartlett和MUSIC算法。這兩種方法利用了四階累積量的矩陣構(gòu)造，使陣列孔徑得到擴展，從而有效的提高了陣列的空間分辨率。這種方法使陣列的小型化成為可能。論文中給出了仿真的結(jié)果和實際數(shù)據(jù)的處理結(jié)果，對該方法的可行性進
2、行了驗證。采用空間平滑的方法降低回波信號之間的相關(guān)性，來保障目標(biāo)數(shù)目估計的準(zhǔn)確度和高分辨率方位估計的精確度。在眾多的高分辨方位估計方法中，根據(jù)計算量和計算精度的權(quán)衡，文中主要介紹和討論了ESPRIT和CAATI算法。ESPRIT算法有較好的計算精度和穩(wěn)定性，CAATI算法可以同時估計出目標(biāo)回波的方位和幅度，但是對信噪比的要求較高。并對上述兩種算法進行了湖試數(shù)據(jù)的處理，試驗數(shù)據(jù)的結(jié)果證明，這兩種方法同樣是可行而有效的。關(guān)鍵詞：三維前視聲納；目標(biāo)方位估計；四階累積量；ESP砒T；CAATI哈爾濱丁程大學(xué)碩十學(xué)位論文ABSTRACTThree--dimensionalfor
3、ward·-lookingsonarisanecessaryguaranteeforthesafetyoftheAutonomousUnderwaterVehicles(AUV)andSubmarines．A3Dforward—lookingsonarismoreversatilethanconventional1Dand2Dones，whichCanprovidethedirection，distanceanddepthinformationoftheobstaclesaheadoftheplatform．Thepapermainlydiscussesandrese
4、archesseveralmethodsonthedirection-of-arrival(DOA)estimationofthetargets’echo．FFTbeamformingmethodandtheshiftedsidebandbeamformingmethodarereviewed．TheBartierbeamformerandMUSICmethodbasedonfourth．ordercumulantstothevector-sensorarrayarepresentedforthefirsttime．Themaininterestinusingfour
5、th-·ordercumulantsinsteadofsecond．-orderonesinvector-sensorarrayprocessingapplicationistheapertureextensionpropertyofhigher-ordercumulants，whichmakesitpossibletoincreaseboththeresolutionandthenumberofsourcestobeprocessedfromagivenarray．Thismethodmakesitpossibletominiaturizetheshapeofthe
6、array．Throughcomputersimulationandtrialdata，thismethodiSfeasible．SpacessmoothmethodsareusedtoreducethecorrelationbetweentheechosignalstoensuretheaccuracyoftheestimationoftargetsnumberandhigherresolutionoftheDOAresults．Consideringbothcomplexityandcalculationprecisionofmosthighresolutionm
7、ethods，ESPRITandCAATIalgorithmalemainlyintroducedanddiscussed．Accordingtothecomputersimulation，ESPRITalgorithmhasbothgoodstabilityandprecision，andCAATIalgorithmCangiveboththedirectionandtheamplitudeoftheecho，butitisneedshi曲signal-to—noiseratio．Andthetwoalgorithmsareverifiedtobe
