互相关时延估计器的硬件设计与实现

基于互相关分析的时延估计方法是无源定位领域中一种重要的时间延迟估计算法。文章给出了基于互相关分析的时延估计方法的信号模型,研究了时间延迟估计的数字信号处理算法,在此基础上基于MSP430单片机、TMS320C54X系列DSP处理器及FPGA芯片实现了一种实时互相关时延估计器。水池试验结果表明了该时延估计器的有效性。     

双谱时延估计在被动测距中的应用

时延估计是被动测距声纳实现目标精确定位的关键。本文在介绍互相关法时延估计的基础上,重点研究了双谱时延估计方法在被动测距中的应用。理论分析和仿真实验结果表明,相比互相关法时延估计,双谱法时延估计具有时延估计精度高、误差小、对高斯噪声的抑制能力强等优点。     

基于广义互相关法的水下被动测距时延估计技术

针对被动测距的性能严重依赖于时延的估计精度,提出设计一种基于广义互相关法的高精度的时延估计器,分析了时延估计器原理,得出了测距时延差ε的真值,仿真分析时采用时延差内插算法,对四点内插法时延估计精度进行了分析,满足了实际需求。     

双层圆柱壳异常噪声源定位试验研究与应用北大核心CSCD

[目的]针对船舶舷外异常噪声频发的问题,[方法]提出异常噪声源定位方法,建立定位模型,并通过双层圆柱壳试验进行验证。模型以广义互相关时延估计方法计算的时间延迟为输入,以传统双曲定位为基础,通过改进的基于圆柱壳体的双曲定位方法求解噪声源位置坐标。试验中,用敲击信号模拟舷外异常噪声源,对比分析传统双曲定位方法和基于双层圆柱壳的双曲定位方法这2种方法的定位精度,讨论时延估计对定位精度的影响。[结果]试验结果表明,基于双层圆柱壳的双曲定位方法可以准确定位异常噪声源的位置,在船舶舷外异常噪声源定位中具备可行性。[结论]所得结果可为船舶舷外异常噪声源定位提供一定的理论指导。     

双层圆柱壳异常噪声源定位试验研究与应用

[目的]针对船舶舷外异常噪声频发的问题,[方法]提出异常噪声源定位方法,建立定位模型,并通过双层圆柱壳试验进行验证。模型以广义互相关时延估计方法计算的时间延迟为输入,以传统双曲定位为基础,通过改进的基于圆柱壳体的双曲定位方法求解噪声源位置坐标。试验中,用敲击信号模拟舷外异常噪声源,对比分析传统双曲定位方法和基于双层圆柱壳的双曲定位方法这2种方法的定位精度,讨论时延估计对定位精度的影响。[结果]试验结果表明,基于双层圆柱壳的双曲定位方法可以准确定位异常噪声源的位置,在船舶舷外异常噪声源定位中具备可行性。[结论]所得结果可为船舶舷外异常噪声源定位提供一定的理论指导。     

基于FGU的船体变形测量技术中时间延迟补偿方法研究

基于光纤惯性测量单元(Fiber Gyro Unit,简称FGU)的角速率匹配法是船体变形测量技术的发展方向,但是在实际应用中两套测量单元之间存在时间延迟,会影响船体变形测量精度。该文分析了时间延迟的产生机理以及时间延迟对变形估计的影响。并基于二阶马尔科夫模型对船体变形建模,建立卡尔曼滤波状态方程和量测方程,提出了一种时间延迟补偿方法,将时间延迟扩充为状态量,对其进行实时的估计和补偿。最后通过仿真并结合实船试验数据,对比分析了时间延迟补偿前后的变形估计效果,验证了此方法的有效性。     

基于单水听器的移动声源运动参数估计

文章基于水声信道的多途结构,提出了一种利用舰船辐射噪声的单水听器声源运动参数估计方法。首先分析了自相关和倒谱多途时延估计方法,并针对传播水槽实验中随声源与单水听器距离增加自相关和倒谱时延峰信干比降低的问题,提出了基于自相关和倒谱的联合估计方法,提高了多途时延估计的稳健性;其次针对如何利用估计出的D-SR时延差这唯一信息进行运动参数估计的问题,通过逐步分析说明了径向匀速直线移动声源的运动参数估计问题可以在卡尔曼滤波(Kalman filter,KF)框架下进行求解;最后应用扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)和迭代扩展卡尔曼滤波(iterated extended Kalman filter,IEKF)对水槽实验数据进行处理,所得结果表明:EKF和IEKF都能利用D-SR时延差信息估计出移动声源的距离、深度和速度,并且IEKF比EKF的跟踪效果更好,证明了方法的正确性和有效性。     

一种水中目标深度估计和运动状态跟踪方法

建立水下目标深度估计模型,采用LMS自适应时延估计算法来估计时延,并用可变步长方法及sinc函数内插法提高估计精度;建立水下目标运动状态跟踪模型,采用基于方位时延的扩展卡尔曼滤波算法来估算水下目标运动状态信息;通过消声水池、湖泊和仿真试验,表明该方法有效可行。     

基于直线阵和已知声源的噪声源识别分析方法

噪声源识别对于舰船声学设计和噪声控制具有重要意义.本识别方法在被测试舰船上安装发射声源,利用测量船布放直线阵辐射噪声测试系统,通过已知声源信号和直线阵辐射噪声同时基测试,确定已知声源信号在辐射噪声中的时间延迟,对同步测量的自噪声信号与辐射噪声信号进行时延补偿,通过相关或相干分析对主要噪声源进行识别分析,通过仿真和实验证明本方法的可行性,能达到识别噪声源并分离贡献的目的.     

基于目标特征信息融合的潜艇目标识别系统

结合水下目标运动状态估计和目标声特征提取的关键技术,提出了基于目标运动状态特征和声特征信息融合的潜艇目标识别基本原理.首先,采用双通道Power-law水声瞬态信号检测方法和LMS自适应时延估计算法,建立了基于方位时延的目标运动状态跟踪的数学模型,并采用EKF算法实现了水下目标运动状态估计;其次,建立了提取潜艇典型不变声特征的原理模型;最后,提出基于多目标特征信息融合的结构模型,为潜艇目标识别系统的发展奠定了理论基础.