单矢量水听器MUSIC估计与互谱估计的性能比较研究

为了研究单矢量水听器的目标方位估计能力,将MUSIC算法和互谱法分别用于单矢量水听器方位估计。根据单矢量水听器的阵列流形特点,将子空间分解理论应用到单矢量水听器方位估计上,实现了单矢量水听器的MUSIC高分辨方位估计。对单个的目标进行方位估计仿真,同时将MUSIC算法与互谱法进行比较,得到在低信噪比下,MUSIC算法的方位估计精度要高于互谱法。在高信噪比下,MUSIC算法和互谱法的方位估计有比较好的性能。水库试验数据验证了该MUSIC算法和互谱法的有效性。     

基于四阶累积量的最小模DOA估计方法

高阶累积量由于对高斯噪声不敏感,在高分辨阵列信号处理中可用来提高参数估计的分辨性能。本文从一个统一的角度来研究基于高阶累积量的高分辨阵列信号处理方法,用四阶累积量构造了一个较通用的累积量矩阵,该矩阵符合最小模(M in-Norm)算法的结构,从而可进行DOA(D irection of Arrival)估计。由于四阶累积量对高斯噪声干扰不敏感,从而可提高估计的分辨性能。本文就这种方法在阵列信号处理中的应用,通过计算机仿真与基于二阶矩的M in-Norm算法进行了较全面的比较。仿真结果表明,该方法在高斯噪声中具有良好的统计性能,是实现高分辨方位估计的有效方法。     

高分辨方位估计在鱼雷声成像垂直尺度识别中的应用

在鱼雷声成像垂直尺度识别中,根据潜艇垂直方向上目标亮点相距较近的特点,采用高分辨的MUSIC算法,对潜艇垂直方向上的目标亮点进行估计。由于MUSIC算法是一种基于阵列数据协方差矩阵特征分解的高分辨DOA估计方法,通常具有较大的运算量,为增强算法的实时性,本文提出了一种基于正交解调的MUSIC算法。该算法首先对阵列接收到的高频信号进行正交采样,在降低采样率的基础上,再利用MUSIC算法对低频信号进行DOA估计。仿真结果表明,改进的MUSIC算法在有效减小运算量的同时又不降低其性能,具有较好的工程实用价值。     

地波超视距雷达频率使用支撑数据库设计

高频地波雷达利用电磁波沿着地球表面绕射传播的特点可实现对海上目标的超视距探测,但在雷达系统使用过程中工作频率的选择对雷达的探测性能具有关键性影响。根据地波超视距雷达方程,分析了海、空目标检测信噪比(信杂比)与地波雷达工作参数之间的关系,在此基础上对指导地波雷达频率使用的支撑数据库系统进行了设计,详细阐述了系统设计中的数据维护功能模块,并基于部分海、空目标的模拟数据,给出了数据库系统对数据的统计分析结果,分析表明该方法的可行性。     

基于SSH协议的Codar地波雷达数据传输技术研究

简要介绍了地波雷达及其系统组成,根据地波雷达测量风、浪、流的特点,选取美国CODAR公司生产的SeaSonde地波雷达系统和苹果公司生产的电脑作为地波雷达系统的重要组成部分。根据项目的实践经验,总结了对设备进行了现场部署后,地波雷达实现数据采集分析的整个过程及机制,重点研究了＂Codar地波雷达＂在数据传输中所采用协议和方法,从而实现数据的远程实时传输和远程定时传输。项目已基本完成预定目标,实现了对风场、浪高、流场等参数的实时显示,并得到实测数据的二维图像显示。     

高频地波雷达舰船目标识别系统的研究与设计

首先设计含有发射集装箱、接收集装箱和信号处理集装箱的高频地波雷达舰船目标识别系统。对系统中各个部分的构成进行阐述。由于高频地波雷达的海杂波具有时空耦合性,因此本文利用空时二维处理来抑制杂波,并且进行恒预警处理。最后,通过雷达组网,利用不同的算法进行对比实验,以此来验证高频地波雷达目标识别探测的有效性。     

高频地波雷达传播特性及其探测距离分析

为了研究高频地波雷达的探测性能,采用综合分析与定量计算相结合的方法,研究了地波传播中的绕射衰减和风浪损耗影响,以及地波传播中的环境噪声和海浪杂波特征分析,给出了高频地波雷达探测距离的公式,并探讨了几种提高高频地波雷达探测距离的有效途径.     

航道辅助地波雷达机动目标跟踪研究

交互多模型Interacting Multiple Model,IMM）方法应用于高频地波雷达（High Frequency Surface Wave Radar,HFSWR）机动目标跟踪时,其固定的模型集合与转移概率矩阵会导致模型竞争与模型概率切换滞后,降低了目标状态估计的准确性,容易引起航迹断裂、丢失等问题。为此,对基于航道辅助的交互多模型地波雷达机动目标跟踪方法进行了研究。首先,利用有向图模型估计海上航道并提取航道信息,判定目标所处的航道位置并据此自适应切换目标运动模型集合;然后依据确定的模型集合进行多模型滤波,利用滤波新息构造运动模型的极大似然函数并计算每个模型的似然值,通过计算运动模型之间似然值比值计算概率修正因子,采用概率修正因子与原模型转移概率矩阵的乘积更新模型转移概率矩阵。利用仿真与实测数据开展了海上机动目标跟踪实验,结果表明,与传统IMM算法相比,本文方法可显著提升模型概率的切换速度,跟踪得到的航迹维持时间提高了54.2%,算法运行时间减少了30%,运动模型匹配平均概率提高了14.1%,实现了对海上目标的长时跟踪。     

小型化地波雷达海杂波散射系数仿真及SVD抑制方法研究

高频地波雷达检测背景中存在着复杂的杂波起伏和干扰,主要有海杂波,电离层干扰、射频干扰、以及旁瓣杂波等,其中后向散射的强海杂波干扰严重影响了回波目标检测。文章探讨了海上目标检测中的海杂波机理;并对海杂波散射系数进行了仿真;重点研究了基于奇异值分解的海杂波抑制方法性能,并验证了其良好的杂波抑制,有效改善地波雷达海上目标检测。     

基于CSM方法的水下宽带相干源方位估计

通过设计适当的聚焦(Focusing)矩阵将信号各个频带的能量聚焦到同一个参考频率上，对各子带的阵列相关矩阵进行频域平均，得到一个信号子空间，然后使用窄带高分辨算法进行方位估计。本文将该算法应用于水下宽带相干源方位估计，实现了高分辨率。