窄带音频信号时差估计算法

研究定位中的窄带音频信号时差估计问题,给出时差估计的信号模型,在研究传统广义相关时差估计算法及基于希尔伯特变换时差估计算法基础上,提出基于接收信号分数阶希尔伯特变换的时差估计算法。通过仿真实验,得到不同变换阶数下归一化后的时差估计均方误差曲线,在最优时差估计域下,与广义相关法及希尔伯特变换时差估计算法相比,提出的算法具有较好的估计性能。     

船载柔性阵基元坐标实时获取技术研究

为了解决船载柔性阵被动定位系统中基元位置不确定的问题,提出了实时获取柔性阵基元坐标的技术方案.利用辅助声源发射直接扩频的DPSK(Differential phase shift keying)信号,根据广义互相关法估计DPSK信号到达各基元的时延,进而计算各基元的位置坐标.利用水池试验和湖上试验对该方法进行了实验验证,用实时获取的阵元坐标计算得到的目标距离与GPS测量的结果相一致.理论与实验分析的结果表明,本文的方法能够准确地实时获取柔性阵基元的坐标信息.     

矢量阵一种简单的相位误差校正方法

分析了矢量水听器阵的阵列流型和误差模型,针对矢量水听器阵列声压和振速通道存在相位误差问题,应用常规波束形成方法和MUSIC方法进行方位估计误差大。并对通道存在估计性能下降的问题,提出了一种简单的相位误差校正方法。利用阵列流型向量在信号子空间的投影,得出存在相位误差的阵列流型向量就是信号子空间的特征值为＂一＂的特征向量,通过与精确的阵列流型向量比较求出矢量阵的相位误差。最后,修正矢量阵的相位误差,得到准确的方位估计能力。通过计算机仿真,验证了算法的可行性和准确性。     

NEMP三站时差法定位理论误差分析

通过核电磁脉冲(NEMP)进行核爆探测具有探测距离远、速度快、受天侯影响小等优点。但由于电磁脉冲传播速度快,定位精度一直是核电磁脉冲探测面临的主要问题。通过对定位误差的计算和分析,不仅可以给出电磁脉冲核爆探测的定位精度,而且对电磁脉冲核爆探测时的测站布局、电路设计、数据处理方法等有一定的参考价值。该文推导了NEMP三站时差法定位理论误差计算公式。根据公式,对不同的基线夹角、不同的时差精度、不同的基线长所对应的定位误差进行了计算,并绘出了定位误差分布图。     

一种基于可靠度估计的到达时间差滤波方法

由于硬件资源、应用环境等条件限制,各接收站采集的信号中不可避免存在噪声,因此,高精度的到达时间差测量仍极具挑战。文中给出了一种基于可靠度的信号到达时间差滤波方法,在一段时间内采集多组信号,对各组信号进行独立的时差测量和可靠度估计 ;根据可靠度估计滤波算法,滤除低于预设可靠度阈值的测量时差,降低不确定时延导致的误差,提高...     

互耦条件下窄带循环平稳信号阵列测向方法的误差分析

常规阵列各阵元感应电流间的耦合作用是很难消除的,互耦效应的存在会导致窄带循环平稳信号阵列测向方法产生角度估计偏差。为了分析这一偏差,首先基于互耦条件下的阵列接收数据建立了用于窄带循环平稳信号测向的阵列伪数据矩阵模型,并以此为基础得到了均匀线阵和一般线阵中测向误差的解析表达式。仿真结果表明该理论偏差在各种信号环境和阵列结构中都具有很高的准确性。     

基于Kalman滤波的自回归滑动平均信号信息融合Wiener滤波器

应用Kalman滤波方法,在按矩阵加权线性最小方差最优信息融合规则下,提出了带白色观测噪声的多通道ARMA信号的多传感器信息融合Wiener滤波器.它可统一处理信息融合滤波、平滑和预报问题.为了计算最优加权阵,提出了计算局部滤波误差互协方差阵的公式.同单传感器情形相比,可提高估计精度.一个带三传感器的目标跟踪系统的仿真例子说明了其有效性.     

利用FFT相位差校正信号频率和初相估计的误差分析

对利用分段FFT的相位差估计正弦信号的频率和初相的误差进行了分析。首先分析了在FFT幅度最大处FFT相位噪声的统计特性，从而得到了在高斯白噪声背景下频率和初相估计均方根误差的计算公式，指出了频率和初相估计均方根误差与信噪比及FFT长度有关，讨论了信号实际频率与FFT离散谱线对应的频率的偏离程度对频率和初相估计均方根误差的影响，给出了计算机Monte Carlo模拟结果，模拟结果与本文得到的公式计算结果相吻合。     

基于时延估计的声源定位算法实验研究

麦克风阵列因其相对于单麦克风能够获取更多声源信息,在声源定位的应用上正日益得到人们的极大关注。均匀线阵中,针对信号入射方向靠近阵列的两端阵列分辨力将逐渐降低,利用基于时延估计的声源定位算法时,对不同的信号入射角度以相同的角度误差作为结果筛选的依据的做法,显然不合理。通过分析均匀线阵的特点,当信号以不同角度入射时,以时延点数误差作为不同角度估计结果的筛选门限,并通过实测数据实验,验证了方法的合理性。由于实验使用阵元数少且阵列长度较短,因此实验结果对阵列信号处理的实际工程应用具有一定的参考价值。     

基于互质阵的循环平稳信号低复杂度欠定DOA估计算法

针对现有大多数循环平稳信号DOA估计算法复杂度较高、估计精度低无法实现对有用信号的欠定估计问题,提出了一种基于互质阵的循环平稳信号低复杂度、欠定DOA估计算法.算法的主要思想是利用互质阵良好的稀疏特性,通过矢量化处理构造虚拟阵列模型,扩展阵列孔径,实现阵列自由度的提升.首先,算法构造了互质阵输出的循环自相关矩阵,然后进行矢量化处理得到最大连续虚拟阵元部分,给出其谱峰搜索的表达式.最后,为降低计算复杂度,对算法进行改进,应用多项式求根的方法直接求解DOA估计值.仿真结果表明,所提算法能实现对有用信号的欠定估计,计算复杂度较低,且相比于大多数的循环平稳信号DOA估计算法,所提算法估计自由度和估计精度有了进一步的提升.     

基于VMD分解和小波阈值去噪的时差估计算法

为了提高时差定位算法的精度,提出了一种基于VMD分解和小波阈值去噪的时差估计算法。通过VMD分解将信号分解成若干个分量,再利用小波阈值去噪对各个分量进行去噪,最后将信号重构进行互相关得到信号的时延值。仿真结果表明,该方法优于直接小波阈值去噪的时差参数估计算法,具有更高的准确度和稳定性。     

基于辅助阵元的二维波达方向估计算法

;针对任意平面阵列,提出了一种基于辅助阵元的二维波这方向估计算法.首先利用附加的一个辅助阵元及信号的空、时域信息,构造时空旋转矩阵实现对仰角的分离估计,再利用得到的仰角信息通过一维搜索获取方位角.与传统基于子空间的二维波达方向估计算法相比,该方法不需要进行二维谱峰搜索与参数配对,对阵元的幅相误差具有较强的鲁棒性,并具有...     

改进的阵列幅相差和阵元位置误差自校正算法

基于信号子空间拟合算法的代价函数,提出了一种改进的阵列幅相差和阵元位置误差自校正算法,该算法采用分步迭代的方式,可在阵列存在幅相差和阵元位置误差的情况下,估计出信源的波达方向(DOA)、阵列幅相差和阵元位置误差.文中还给出了参数估计惟一性的必要条件.计算机仿真结果验证了该算法的有效性.     

网络化不确定非线性时滞系统的状态估计

本文研究了离散不确定非线性时滞系统在网络传输不可靠情况下的状态估计问题.针对网络传输丢包问题,采用伯努利(Bernoulli)随机模型,建立了控制信号和输入信号的不可靠传输模型.本文通过状态扩展的方法处理不确定非线性项,得到了扩展状态系统.基于不可靠的控制和测量信息,设计了状态预测器和估计器,并给出相应的误差系统.通过设计最优估计器增益,本文给出了状态预测误差协方差的迭代公式.为了进一步提高状态估计器的精度,设计了一种新型的参数迭代优化方法.针对状态预测误差协方差,本文得到了其稳定性的判别准则.最后,通过一例数值仿真,验证了所得结论的有效性.     

基于七元传声器阵列的声源定位算法及性能分析

为了准确定位声源所在空间位置,提高声源定位性能,在分析方位估计算法的基础上,建立七元传声器阵列模型,提出一种声源定位算法。根据阵元间的矢量关系,推导出声源方位计算公式,实现声源定位。利用阵列参数,水平偏角、仰角和声源到阵元中心距离,与定位性能关系,对测距测向精度进行分析。结果表明,该算法声源坐标误差为1.0%,方位角误差为0.5%,具有较好的定位效果。     

基于稀疏分解的阵列幅相误差自校正

针对现实条件下普遍存在的阵元通道幅相误差对波达方向DOA(Directions of Arrival)估计的影响,提出一种新的阵列误差自校正方法.该方法对接收信号进行稀疏分解,结合遗传算法寻优,可以精确估得信号源的波达方向,同时估计出各阵元的幅相误差值.该方法适用于任意阵列形式,在小于0 dB信噪比的情况下也能保持较好的估计准确性.计算机仿真验证了方法的有效性.     

TDOA定位系统基站时差估计技术的仿真研究

针对TDOA定位系统基站失去严格同步后定位误差增大的情况,提出了一种基于地理位置时间差GTD的基站时差估计方法.通过在定位网络内部署位置已知的定位辅助单元LAU,测量失去严格同步的定位基站之间的相对时差RTD,用于校准TDOA测量值,使TDOA误差减小到基站严格同步时的误差水平.设计并实现了系统仿真模型,通过仿真验证了采用该技术可减小TDOA系统定位基站的时钟飘移造成的定位误差,并分析了各种信号参数对RTD测量误差的影响.     

基于内插阵列变换的扩展传播算子实值算法

针对内插阵列变换(VIA)思想在非圆信号波达方向(DOA)估计算法中的应用问题,提出一种基于内插阵列变换的扩展传播算子实值算法——VIA-EPM实值算法。利用真实阵列流型与虚拟阵列流型之间的变换矩阵,将真实阵列输出转换为虚拟阵列输出,再根据信号源为实数的特点,分别求取虚拟阵列输出的实部和虚部,将其串联组合,扩展阵列输出的维数,通过对扩展阵列输出矩阵进行分块并得出扩展传播算子,进而得到一种传播算子(PM)类的DOA估计算法。仿真实验表明：存在阵元位置误差的情况下,VIA-EPM实值算法通过对阵元位置校准数据进行内插阵列变换,取得与阵元位置校准的扩展传播算子实值算法(EPM实值算法)相当的估计性能,保持了阵列扩展能力、高估计精度以及高分辨力;并且在二维阵元位置误差情况下,其估计性能明显优于阵元位置未校准的EPM实值算法。结合VIA-EPM实值算法的计算复杂度分析可以看出：它同时获得了内插阵列变换技术以及信号非圆特性的优势;与复运算相比,其复杂度也相对降低。     

遗传算法用于波达方向估计的线阵优化

利用遗传算法优化阵列设计来改善声目标波达方向估计性能.研究波达方向估计采用信号相位匹配原理的奇异值分解法SVDSPM,利用遗传算法对线阵进行了优化.优化时,阵列孔径不变,将阵元数目作为优化变量,优化目标是降低DOA估计误差.仿真结果标明:优化后在阵元数目减少的情况下,DOA估计偏差和均方误差更小.而且优化的阵列有好的低信噪比及宽带信号波达方向估计的能力.     

遗传算法用于波达方向估计的圆阵稀疏优化

关于阵列信号优化问题,利用遗传算法对双圈圆阵进行优化,尽量用最少的阵元个数达到甚至取得更好的 DOA 估计,改善了 CBF 算法的方位估计性能.在单源和多源入射条件下,分别设定了不同的目标函数,为了探测阵的主瓣宽度或最大旁瓣水平尽可能小,对双圈圆阵进行了稀疏优化.仿真结果表明:优化阵的主瓣宽度比原始均匀圆阵阵小 1°,最大旁瓣水平降低近 3dB 左右.优化后的阵列在不同频率和低信噪比情况下仍具有较好的 DOA 估计性能,为设计提供了可靠的参考.