一种基于协方差矩阵子矩阵的干扰抑制方法

研究如何抑制水面干扰,检测出水下目标是当前水声信号处理领域的研究重点。本文首先对接收数据协方差矩阵进行特征分解,利用每个特征值及其对应的特征向量生成子矩阵,然后根据目标的预估方位分离出目标信号占主导的子矩阵,累加重构协方差矩阵,从而达到抑制干扰的目的,提高输出信干比和目标方位估计准确性。数值仿真结果表明,该干扰抑制方法能够很好地抑制干扰,提取目标信息,检测出感兴趣目标,为后续的目标识别与跟踪创造有利条件。     

一种引入U-D矩阵分解的加速度模型卡尔曼滤波算法

在机动目标加速度模型的标准卡尔曼滤波算法中,由于在量测更新的协方差阵计算中有个矩阵与一个半正定矩阵相减的运算,当它在小型机和微机上实现时,有可能导致协方差阵P出现不对称或负定的情况.所以在机动目标加速度模型的标准卡尔曼滤波算法的基础上,引入U-D矩阵分解,构造出一种协方差平方根自适应滤波算法,用来解决卡尔曼滤波的数值稳定性问题.它从原理上保证协方差阵在递推计算过程中始终保持正定性,具有速度快,精度高,计算量少的特点,有一定的应用价值.     

矢量矩阵处理在海面水声处理中的应用

从最小二乘法的思想出发,研究海面上多干扰信号产生的无法探测区域及干扰信号和有用信号频谱无法区别的情形下,利用矩阵滤波器来抑制海上多目标干扰的情况,通过矢量矩阵对水下目标准确定位,实现有用信号的快速识别,最后通过实验证明本方法的有效性。     

相关噪声背景下声矢量阵目标方位估计

传统的矢量水听器数据处理方法将单个矢量水听器的输出用一复数向量来表示,没有充分利用矢量水听器各振速通道的正交特性,为此提出了用复四元数对矢量水听器的输出数据建模,将矢量水听器输出的三个振速分量用复四元数的三个虚部表示,保留了矢量水听器各阵元的正交性,对相关噪声有较好的抑制能力。针对声源的非平稳特性,将观测数据分成多个子段,计算每个子段的协方差矩阵并进行向量化处理,通过一正交映射,消除干扰噪声,最后对去除噪声的伪协方差矩阵做特征值分解,利用MUSIC算法原理建立目标的方位估计公式。算法降低了对声源信号平稳性要求,对相关噪声有较强的鲁棒性。     

海底水平阵的空域矩阵滤波干扰抑制方法

针对矩阵滤波在水平阵的应用问题,提出一种将矩阵滤波应用于海底水平阵的方法。该方法首先利用最小二乘矩阵滤波器对阵列信号进行空域滤波,然后利用浅海海底水平阵进行匹配场定位,并在相同基阵孔径和阵元条件下,与拖曳阵的滤波定位效果进行比较。仿真结果表明,海底水平阵矩阵滤波方法能够有效地抑制给定区域的噪声干扰,实现对水下弱目标定位的目的。且在相同基阵孔径和阵元条件下,置于海底水平阵的干扰源抑制效果要优于拖曳水平线列阵。     

高分辨估计多目标方位的研究

采用的是加权多目标分类算法(WMUSIC方法)来提高空间方位估计的方法。它利用阵列输出的协方差矩阵中噪声空间较好的估计多目标的方位，是一种超分辨率的方位估计算法，具有比传统MUSIC更好的分辨率和精确度。本文对其进行了详细的阐述及计算机仿真。     

分块矩阵的应用——阿达玛矩阵的性质

给出了阿达玛矩阵的定义,再利用矩阵分块理论采用技巧性方法研究了阿达玛矩阵的性质。     

基于距离参数化EKF滤波器的纯方位目标运动分析

针对纯方位机动目标运动分析问题,提出一种距离参数化EKF(RPEKF)滤波器设计方法,该方法能够有效降低探测平台与目标初始距离不确定性影响,提高目标运动状态估计滤波收敛性。针对水面目标典型机动形式,给出一种适用于RPEKF滤波器目标机动检测方法,基于评估目标方位角观测误差与目标运动状态协方差矩阵检测目标机动,通过重置滤波器保证目标运动状态估计滤波稳定。数字仿真分析结果表明,本文提出的算法能够实现对水面机动目标运动要素的快速无偏估计。     

一类带子块约束的矩阵方程的求解

考虑矩阵方程AXB=D在约束条件X([1r∶,1∶s])=X0下的可解性问题,其中X([1∶r,1∶s])表示矩阵X的前r行,前s列组成的子矩阵。给出了此问题有解的充分必要条件,并在有解时给出了通解的显式表示。     

基于稀疏表示的NMF抗混响方法

在浅海环境中,由于受到混响的影响,主动声呐接收到的信号混淆不清。针对上述问题,提出一种基于稀疏表示的非负矩阵分解(non-negative matrix factorization, NMF)抗混响方法。利用稀疏表示方法处理主动声呐回波信号,然后根据信号的稀疏性,构建基于非负矩阵分解的Kullback-Leibler(KL)问题,通过梯度下降法给出迭代规则,进而得到了目标信号矩阵中的协方差估计。仿真结果表明,相对其他去混响方法,该方法能够有效抑制混响,提高对水下目标的识别率。