磁异常信号奇异值分解的随机共振检测方法

针对目前对水下目标磁异常信号低信噪比检测能力较差的问题,提出奇异值分解-随机共振(SVD-RS)方法。该方法基于磁偶极子仿真水下目标磁偶极子信号,信号经过奇异值分解选择最优子信号,随后将子信号通过随机共振系统,并构建检验统计量,实现对水下目标磁异常信号的检测。仿真结果表明,通过奇异值分解的方法,能够将信号信噪比提高6 dB,使用奇异值分解-随机共振检测方法,能够在输入信噪比为-12 dB时,对水下目标磁异常信号进行有效检测。     

水下掩埋目标磁异常信号仿真与检测

水下掩埋目标在磁异常探测中可以视作磁偶极子,分析目标产生的异常磁场与地磁场的关系,仿真得到目标的空间磁场和磁异常信号。针对实际探测中信噪比较低的问题,应用正交基分解检测方法大幅度提升信噪比,使目标磁异常信号易于检测。     

航空磁异常探测中的自适应高阶过零检测器

传统航空磁异常探测方法依赖目标信号特性或噪声统计特性的先验知识,造成检测概率低、探测距离短。为了提高航空磁异常信号检测器性能,综合考虑目标信号特征和噪声统计特性,提出一种基于高阶过零法的自适应磁异常探测方法。根据铁磁性潜艇目标信号模型、实测目标高空信号以及稳定无磁环境和复杂磁环境中长时间采集的实测磁噪声,分析目标信号和噪声的特征,研究二者之间的高阶过零统计特性。基于信号的前5阶高阶过零序列构造检测器的检验统计量,设计适用于复杂环境下航空磁异常目标探测的自适应高阶过零（AHOC）检测器。理论性能分析和实测数据验证表明：铁磁性目标信号和磁噪声信号的高阶过零特性存在显著差异,前5阶高阶过零率有明显的区分度;在相同的输入幅度信噪比条件下,AHOC检测器输出的幅度信噪比大于5,抗噪能力更强,且具有良好的弱信号检测能力;AHOC检测器的检测效果优于常规的高阶过零检测器和标准正交基函数检测器,适用于复杂磁环境下的低信噪比探测。     

变尺度正交基函数分解对异常信号的探测方法

针对现有的正交基函数(OBF)分解对水下目标磁异常信号的检测,需要知道目标与探测路线上CPA点的距离R_0,而实际探测过程中对目标的先验信息掌握有限,所以无法准确知道距离R_0的问题。文中基于标准正交基函数分解的方法,通过对其基函数的改造,提出了变尺度正交基函数(VSOBF)分解的方法。该方法能够在检测过程中对距离R_0进行估计,并利用梯度上升法提高了计算速度、精度。仿真验证表明,在R_0=300 m情况下,R_(0est)的绝对误差在50 m范围内的概率为93%,并且该检测算法能够在-10 dB的信噪幅度比下较好地检测出磁异常信号。     

基于潜艇磁偶极子模型的航空磁探潜探测宽度模型与仿真

针对航空反潜磁异常探测传统探测宽度模型无法准确分析目标磁特性、环境磁特性等因素对航空磁探潜探测宽度的影响,引入概率分布的思想并提出基于信噪比检测依据的新探测宽度模型。为了求解该探测宽度模型,建立了基于磁偶极子目标的航空磁探潜探测模型,目标磁特性模型,环境噪声和检测模型,给出了基于信噪比检测依据的探测宽度模型求解方法和步骤。仿真分析表明：所建立的模型能够充分反映目标特性、地磁场特性、环境磁噪声等级、反潜机探测平台等因素条件对航空磁探潜探测宽度影响;与经典探测宽度模型相比,新建立的模型能够对航空磁探潜探测宽度进行更加有效和精确的计算。     

航空磁探中潜艇目标的联合估计检测方法研究

为了解决航空磁探测中水下潜艇目标信号被强磁背景噪声和干扰淹没的问题,提出一种联合估计检测方法。针对潜艇目标基于磁偶极子建立目标磁场光泵测量信号模型,确定了目标信号模型主要由位置三分量x、y、z,目标磁矩三分量M_x、M_y、M_z以及航向角θ等7个未知参量决定。使用光泵磁探仪的观测样本,根据潜艇目标先验信息,基于遗传算法使用Fréchet距离构造适应度函数,搜索得到目标未知参量。根据生成的目标估计信号,构造了平均相关检验统计量,并设计了使用目标估计信号的联合估计检测器。研究结果表明：联合估计检测器在低信噪比条件下仍具有良好的检测能力;相对于传统的正交分解检测和动目标航空磁异常检测,使用目标估计信号的联合估计检测器能够降低虚警概率,提高信噪比,使检测性能更优。     

基于小波域OBF分解的磁异常信号检测算法

针对传统的OBF分解算法在非高斯噪声下检测性能较差的问题,提出了基于小波域OBF分解的磁异常信号检测算法。首先对含噪信号进行小波分解,提取最后一层的低频分量;再对低频分量作OBF分解,提取能量特征信号进行门限检测。试验结果表明,该算法显著增强了非高斯噪声下微弱磁异常信号的检测效果。     

基于矢量磁力仪阵列的水下磁性目标警戒系统

为提高水下磁性目标的预警成功率,设计一种基于阵列矢量磁力仪的磁性目标探测方法.按照理论推导与仿真相结合的方式,对阵列坐标系下磁性目标磁异常信号特征进行分析,推导目标距离计算方法,以某典型磁性目标为探测对象,对目标运动磁异常特征进行仿真,得出阵列间距与探测距离的关系.仿真结果表明:该设计具有一定的实用性,可为后续特定海区的水下磁性目标预警提供参考.     

基于改进卷积神经网络的工频水下磁目标探测

针对工频水下磁目标信号特征提取难、目标数据样本少、识别精度低等问题，提出一种基于深度卷积生成对抗网络(DCGAN)与优化卷积神经网络(CNN)相结合的水下工频磁目标识别方法。该方法通过滑动时间窗将信号由一维时序空间映射到二维灰度值图像，将实测水下磁异常信号利用DCGAN进行数据增强，之后构建卷积神经网络并引入DY-ReLU动态激活函数对CNN网络结构进行优化，以达到对目标信号的分类识别的目的。实验结果表明，经由数据增强的网络模型识别率提高了10%;相较于其他常用的静态激活函数，优化的CNN识别率分别提高了4.5%、4%、3%和2.5%,识别精度达到92.5%。验证了该方法的有效性，为水下磁异常检测提供一种新思路。     

基于小波宽带相关处理的发射信号与小波母函数的选取

立足于水雷主动探测的技术发展需求,论述了连续小波变换、宽带相关处理以及宽带模糊度函数之间的关系。确定了水下主动探测发射信号及小波母函数的选取,在短程目标深测中通过选择一种满足小波条件的发射信号作为小波母函数,进行连续小波变换,估计舰船目标的运动参数（航速和距离）,仿真结果表明本文方法是有效的,在水雷主动探测中有较好的应用前景。     

鱼雷引信目标信号的小波消噪研究

鱼雷引信目标信号的背景噪声消除是确保引信可靠动作的重要手段。传统的带通滤波方法消噪精度低，波形稳定性差，而小波变换在对信号进行消噪处理方面具有良好的特性，它可利用不同的尺度参数将信号分解到不同的频带上。该文基于典型的鱼雷电磁引信模型和磁引信目标信号模型，采用小波变换的方法对复杂背景干扰下的引信目标信号进行了消噪处理，并使用数学分析软件MATLAB对消噪结果进行了仿真。仿真结果表明，相比传统的消噪手段，小波消噪具有精度高、适用性强、信号波形失真度小的优点，可有效消除鱼雷引信目标信号中的背景噪声。     

小波分析在末敏弹探测信号处理中的应用

为了获得末敏弹红外/毫米波敏感器探测信号真实波形特征,提高目标识别率,针对高塔抛弹实验所获数据,结合红外/毫米波复合探测原理及信号特征,采用小波分析法,选取合适的小波函数、分解尺度以及阀值完成了去噪工作,得到了较为真实的探测信号波形。处理结果表明小波去噪可以很好的对末敏弹复合敏感器原始探测信号进行平滑处理,去噪后的真实波形特征可以为末敏弹目标识别模板提供数据依据。     

基于自适应小波神经网络实现鱼雷超声引信信号消噪

将小波理论和人工神经网络技术同时引入鱼雷超声引信目标信号处理中,抑制信号噪声,并给出了自适应小波神经网络的构造方法.采用正交的Daubechies小波系作为小波元,并对尺度参数进行优化选取,以实现更好的拟合信号.仿真结果表明,该自适应小波神经网络对引信目标信号的处理具有消噪效果好,失真小的特点,有利于防止出现误判和漏判目标的现象.     

基于双曲调频小波变换的水下运动目标参数估计

为了精确估计水下运动目标的运动参数，选择双曲调频小波作为发射信号，对其自小波变换进行了分析。对于参数未知的运动目标，给出了利用该小波变换消除尺度和时延耦合的方法。仿真结果表明，该方法能在低信噪比下估计运动目标的参数，验证了方法的有效性。     

未爆炸弹的磁梯度探测方法

针对常规的未爆炸弹勘探方法是以测量磁总场为主,部分弱磁异常很难发现的问题,提出了未爆炸弹的磁梯度探测方法。该方法以球体和有限长圆柱体为地下未爆炸弹的磁性模型,采用磁梯度探测技术和小波多尺度分解数据处理方法,探讨未爆炸弹的磁梯度探测技术的可行性。通过5个具有不同磁性、不同埋设方位的未爆炸弹的物理模拟,其实验结果表明:该方法将大大提高弱磁异常有效信息的分辨率,具有明显的优势。     

地磁扰动时磁性目标的探测

分析了地磁场在发生扰动时三轴磁强计记录的变化磁场三分量的相关性，并根据这种相关性提出了利用小波分解的方法消除磁测量中地磁扰动信号的方法。在磁性目标探测中用这种方法可以提取出隐藏在变化地磁场中的弱目标信号。依据实测的地磁场扰动信号做的仿真试验表明该方法是有效的。     

探测掩埋水雷和临时爆炸装置的磁和电磁方法

探测水下小目标的传统水声方法应该增加新技术即磁和电磁传感器的应用,利用这些技术补充现行的系统对于探测掩埋水雷和临时爆炸装置特别重要。磁性传感器用于探测水下大目标已有很长的时间,并在探测潜艇方面的发展达到可接受的水平。机载(安装在飞机或直升机上的)磁传感器已经成功地得到应用,而装备在无人机上使用的可能性正在验证。探测小型铁磁或非铁磁水下目标是另一个更为复杂的问题。对美、法、北约水下研究中心和波兰在利用磁探方法探测弱磁性水下目标领域所进行研究的精选结果给出了评论,评价了用于探测水下目标的某些计量系统,并选择了最佳的解决方法。同时也给出了有关利用电磁方法探测水雷和临时爆炸装置的非铁磁金属模型的初步研究结果。     

一种改进的小波阈值降噪算法研究

小波阚值降噪是一种从带噪信号中去除噪声的直观而有效算法,提取降噪后信号的目标特征可以获得良好的识别效果,舰船目标识别通常使用该方法。论述了基于Stein的无偏估计原理的自适应小波降噪阚值选择(rigrsure)算法,利用小波变换分解低信噪比下的Block信号,使用rigrsure算法获得重构后的低频信号和各层细节信号小波降噪阈值。提出了一种改进的处理各层信号的算法,对Block信号去噪,取得了良好的仿真结果,具有很好的工程应用前景。     

小波域自适应滤波的红外弱小目标检测

针对红外弱小目标检测,在图像自适应阈值降噪的基础上,提出了一种小波域自适应滤波的检测算法.该方法利用图像小波分解后高低频分离的特点,采用基于Context模型的自适应滤波器对含有目标的高频系数进行处理,最后采用自适应门限进行二值化图像分割以检测出目标.实验结果表明,与Top - hat滤波相比,该方法能够更有效地检测出...     

修正空时自适应处理在水下自导系统中的应用

为了将空时自适应处理（STAP）抑制杂波的理论应用于水下环境,从而解决浅水抗混响问题,提出了应用于水下自导系统的修正空时自适应方法。结合雷达目标回波模型分析了空时自适应的原理;比较了雷达和水下自导系统目标回波模型,针对水下自导系统目标模型和混响空-时耦合项对空时自适应方法进行修正,并提出了应用空时耦合导向矢量进行空时处理;将该修正方法用于最优处理和目标检测。仿真结果表明,修正空时自适应方法有利于水下目标检测,应用空-时耦合导向矢量有助于提高目标方位估计能力。