基于二次相关的时延估计方法研究

以空间任意多元传感器阵列为模型,以被动定位算法为基础,针对传统时延估计方法中的互相关算法存在着估计精度不高的问题,提出了一种基于二次相关的时延估计方法。该方法首先对信号作自相关提高信噪比,再将自相关函数和互相关函数作相关处理得到时延值。理论和实验结果都表明:相对于传统的互相关时延估计方法,二次相关法可以明显的抑制噪声对信号时延估计的影响,提高时延估计的精度。     

脉冲信号被动定位时延差估计方法研究

从三点法定位原理出发,在分析时延差估计误差与时延估计误差关联性的基础上,通过将信道修正技术引入过门限时延差估计(直接法),改善时延差估计的稳定性,得到了改进的过门限时延差估计方法(修正法).在研究分析信号时延与相移内在关系的基础上,根据误差理论,在高精度相位估计前提下,利用各相关参数估计误差对时延差估计误差的贡献大小以...     

基于子空间加权的多重信号分类时延估计算法

针对水下探测通信一体化干扰抑制中时延估计误差对主动干扰抑制性能的影响,以及常规多重信号分类(MUSIC)时延估计方法因数据长度有限、信噪比低使得信号与噪声子空间不完全正交,导致时延估计性能下降的问题,提出了基于子空间加权的MUSIC时延估计方法。该方法通过重构噪声子空间,并利用信号特征值与噪声功率构造加权值,对子空间进行加权,实现对MUSIC时延估计谱的修正。仿真结果表明,所提方法较互相关法、MUSIC算法和SSMUSIC算法具有更高的时延估计精度,以及更优的时延分辨率。     

基于互相关和MUSIC算法的时延估计

为了避免相位干涉仪测向技术中存在的模糊问题,提高宽带信号时延估计的测量精度,把互相关和多重信号分类算法结合,引入到频域时延估计领域,研究了互相关MUSIC算法.利用互相关技术可消除非相关噪声,检测概率增加,减小了运算量.仿真结果表明,该算法具有较高的估计精度,较强的抗噪性和较强的鲁棒性,适用于电子对抗领域中的时延估计.     

目标声定位时延估计的对比研究

根据被动声定位的基本原理，对影响定位精度的关键因素进行了研究，讨论了战场环境中各种时延估计方法的使用条件和效能，分析了广义互相关法、相位谱法、自适应滤波器参量法，并进行了对比。用ＲＯＴＨ权函数广义互相关法对直升机声场信号进行相关分析。结果表明：广义互相关法较大地改善了时延估值精度以及检测性能，能够适应复杂的战场环境。     

界面反射对定位系统性能影响及应对策略研究

基于同步式水声定位系,统的定位解算原理,分析了单阵元时延估计误差对系统定位精度的影响。结合水声信道特点,揭示了目标位于不同位置时直达声和海面一次反射声相位差的变化规律;探讨了界面反射对系统定位精度影响的物理机理;并利用“相消干涉”信号前后“边沿”的时延差等于发射信号长度这一信号叠加特征改进常规信号检测器的信号处理逻辑,以提高信号检测能力和时延估计精度,减小多途影响,改善水声定位系统性能。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于相关峰插值的五元十字阵被动声定位算法

针对基于传统时延估计方法的被动声定位算法精度提高受时延估计精度限制的问题,提出基于相关峰插值方法的被动声定位算法。该算法能改善 FFT变换带来的栅栏效应,根据声音信号的传播特性对信号低频频谱进行细化从而提高时延估计精度。通过计算机仿真和外场实验对比分析了基于互相关方法和基于FICP方法的被动声定位算法在五元十字阵系统中的定位精度。结果表明,基于 FICP 方法的被动声定位算法能够较好地对声源目标进行定位,且算法定位精度优于基于互相关方法的定位算法,具有较强的实际应用性。     

自适应时延估计算法在被动声定位系统中的应用

在被动声定位系统中，定向精度受到时延估计精度、阵列间距大小和声波传播速度变化等的影响，特别是对时延估计精度的要求较高。分析了传统时延估计算法在时延估计上的局限性，采用自适应参量模型算法实现了低采样频率下的高精度时延估计。完成了算法仿真，编制了DSP处理程序，通过消声室缩比实验验证，表明估计精度和运算时间可满足实际使用的要求。     

基于单矢量水听器多途宽带信号的三维定位算法

针对多途环境下波形未知的近场宽带信号,提出了一种使用单矢量水听器进行三维定位的新算法。对声压与振速互相关函数的推导结果表明:当信号带宽大于直达波和海面一次反射波之间时延的倒数时,互相关函数的两副峰可与主峰分离;两副峰的峰值分别包含两路径的波达方向信息,而其位置对应两路径之间的时延差。仿真结果表明:当直达波和反射波在时域上重叠时,利用两副峰峰值仍然能够有效估计出直达波波达方向;通过构造"互相关峰锐化函数"锐化两幅峰,在低信噪比情况下可提高多途时延估计精度。最后,以多途时延与直达波波达方向为变量建立方程组,估计目标的距离和深度。该算法的定位精度通过Monte-Carlo仿真进行了分析,并深入讨论了其适用性,湖试结果进一步验证了该算法的可行性。     

基于倒谱的水下目标被动定位方法

介绍了一种基于倒谱对水下目标进行被动定位的方法。利用倒谱法估计出多途信号时延,结合现有的被动定位技术,实现对目标深度和距离的估计。仿真分析了该方法的定位性能,仿真表明该方法可以应用于水雷在多途环境中对目标的被动定位。     

基准信息误差对传递对准的影响分析与补偿方法

针对延时引起的量测信息错误等问题,提出一种信息传递延时的估计与补偿方法.首先,分析基准信息对传递对准的影响,根据基准惯导时间延时的特点进行建模;其次,对包含时间延时条件下的传递对准观测方程进行推导,最后进行仿真测试.仿真结果表明:基准惯导延时时间能够被准确估计.该方法可以有效抑制由于主惯导信息测量延时而导致的滤波器发散现象,提高了传递对准精度.     

广义相关时延估计在被动定位系统中的应用研究

广义相关是解决时延估计的重要技术措施 ,采用极大似然加权进行时延估计时方差可达到克拉美罗界。计算机仿真结果和湖试数据分析表明 ,将广义相关时延估计法应用于被动定位系统可以获得较高的定位精度。另外 ,对影响被动定位精度的因素进行了分析     

基准信息误差对传递对准的影响分析与补偿方法

针对延时引起的量测信息错误等问题，提出一种信息传递延时的估计与补偿方法。首先，分析基准信息对传递对准的影响，根据基准惯导时间延时的特点进行建模；其次，对包含时间延时条件下的传递对准观测方程进行推导，最后进行仿真测试。仿真结果表明：基准惯导延时时间能够被准确估计，该方法可以有效抑制由于主惯导信息测量延时而导致的滤波器发散现象，提高了传递对准精度。     

利用圆柱阵的空中目标测距算法研究

为提高三维空间目标的测距精度,提出利用圆柱阵的近似时延测距算法.首先根据圆柱阵中部分阵元具有不同时延表达式的特点,推导出空间目标的测距公式;然后在测向结果的基础上,仿真分析该算法的测距性能;最后利用外场实验对算法的性能进行验证.仿真及实验结果表明:利用圆柱阵的近似时延测距算法对距离估计的相对误差随信噪比增大快速下降,在...     

提高步进频雷达速度补偿性能的方法研究

由于径向运动使步进频脉冲信号目标回波失真,而传统的时域互相关法补偿精度已不能满足要求,因此提出了改进的时域互相关法估计速度参数.该方法在采样点较少的情况下,基于初步速度估计值,并以补偿精度为速度搜索的步进量,从而缩小了速度搜索范围,在满足速度补偿精度要求的同时减少了计算量.计算机仿真结果及性能分析表明,该方法补偿精度高、对噪声的影响具有一定的稳健性,且计算量小,便于实时处理,应用价值较高.     

一种基于瞬时频率估计的被动声学测距方法

本文提出了一种基于瞬时频率估计的被动声目标运动的参数估计及测距方法 ,并给出了误差分析及仿真结果。该方法克服了基于时延估计的小尺寸基阵被动测距方法误差大的困难 ,特别适用于单传感器及小尺寸高精度的被动声学探测系统。     

基于多路延迟结构的频率估计新算法研究

针对多路延迟数字测频结构,提出了基于多级维纳滤波( MSWF)的MUSIC频率估计方法。该方法利用MSWF的前向递推的多级分解特性来实现信号子空间和噪声子空间的快速估计,不需要估计协方差矩阵和对其作特征值分解,所以运算复杂度可以明显降低,并且子空间估计性能与常规方法几乎一样。最后在子空间分解的基础上,通过MUSIC算法对其频率估计性能进行比较。仿真结果表明MSWF-MUSIC算法和常规子空间分解MUSIC算法具有几乎一样的频率估计精度;但本文箅法降低了计算量和复杂度,更易于信号的实时处理;随信噪比或快拍数的增加,两算法的频率估计误差都越来越趋近于Cramer—Rao界。     

战场坦克目标被动宽带MUSIC法定向研究

声目标被动定向算法是声被动探测系统中的关键技术之一，国内外对此技术进行了广泛研究。基于时延估计目标定向分辨率较低，而采用高分辨率空间谱估计定向能获得较高的定向分辨率。极大似然估计，最大熵谱估计和自相关矩阵的特征分解法空间谱估计计算量较大。MUSIC法以其空间谱分辨率高和运算量小而在空间谱估计中得到运用。战场坦克目标声信号的频谱范围在20～200Hz之间属宽带信号，利用整个频谱范围内信号来估计DOA虽然可以提高估计精度，但计算量大。在实际应运中受到限制。实验证明，用几个信噪比高的频谱点采用宽带MUSIC算法来估计DOA，不但能够在较大距离范围内获得较高DOA估计精度，而且能够减少计算量，其估计精度能够满足智能雷弹作战需求。     

适于无线传感网络目标追踪的一种改进无迹粒子滤波时延差估计算法

在无线传感网络（WSN)中运用基于粒子滤波的时延差估计方法进行目标追踪,其性能的关键是设计精确的粒子滤波器建议分布。为了解决追踪过程中粒子贫化问题,提出了一种基于改进无迹粒子滤波器的时延差估计算法。利用最小二乘法估计目标初始时刻位置,在卡尔曼滤波框架下运用高斯-牛顿迭代法则融合最新观测信息,并引入尺度调节衰减因子不断修正重要性密度函数,从而使建议分布更加逼近真实。将其与时延差定位方法结合,并在WSN环境下进行仿真实验。结果显示,改进的算法在整体粒子数有限的情况下追踪精度更高,收敛性较好,尤其适合环境噪声非高斯的复杂WSN目标追踪应用。     

差分二次平均修正的频域相位补偿线谱检测方法

针对常规平均功率谱方法幅度平方后相位信息丢失造成检测性能损失问题,通过对观测数据分段进行快速傅里叶变换后的统计特性进行分析,提出了高斯噪声背景下检测未知线谱的频域相位补偿方法。采用蒙特卡洛法估计相位补偿因子,先进行差分法去除零星野值,然后使用二次平均（TPM）去除连续野值,最后使用估计的相位补偿因子均值构造广义似然比检验统计量实现检测。从理论上对比了广义平均周期图（AVGPR）法、广义功率谱（GPR）法及文中方法的检测性能。仿真结果表明,文中方法充分利用信号的相位信息,参数估计简单,相位补偿因子估计准确,在一定虚警概率下较AVGPR法的检测性能提高了接近5 dB左右。