遗传与互信息混合算法用于水声目标特征选择

特征选择是目标分类的一项重要步骤，直接影响到分类器的设计和性能。本文利用实际水声目标辐射噪声数据，对遗传算法和互信息算法两种特征选择方法分别作了分析。在特征维数较大的情况下，两种方法都需要很长的计算时间，为此，提出一种遗传与互信息混合算法，旨在降低计算时间。最后，分类器用三种选择后的特征子集作为输入进行分类，并与任意选择的特征子集作为输入的分类结果作了比较。     

基于PDAF多阵多目标跟踪算法研究

为解决在多目标跟踪过程中，声纳存在交叉运动目标失跟问题．将多阵输出和多目标跟踪相结合，提出了基于概率数据联想滤波(PDAF)器的多阵多目标跟踪算法．计算机模拟结果表明，该算法在平面波模型下，利用两个线阵的输出可以稳定地跟踪两个交叉运动目标．将算法映射到DSP硬件平台，形成了一个多阵多目标跟踪的探测系统，实时处理的结果说明该算法对运动目标的估距误差小于5％     

非寻复域状态-空间滤波

针对实际非平稳海洋声数据存在非寻和非圆特性,在状态-空间模型下,对复信号作增广表示,建立复域状态-空间模型.从观察者的角度,推导了复高斯条件下的最佳瞬变观察者的线性表达式,即复域卡尔曼滤波器.当状态-空间模型为非线性非高斯时,最佳瞬态观察者须通过线性化或数值近似的方法近似得到.给出一种数值近似的方法--复域质点滤波,通过计算机仿真和波导实验证明了在信号非寻的情况下,复域卡尔曼滤波和复域质点滤波比常规的卡尔曼滤波和质点滤波具有更好的估计性能.     

用基阵灵敏度描述基阵性能

本文从空间信号处理的角度出发,提出了一种表征基阵性能的概念——基阵灵敏度(AS),并对其物理意义作了简要阐述。着重描述了基阵灵敏度的实际意义和测量方法,并给出了实验圆柱阵在特定噪声场环境下的测量结果,同时用基阵的最小可检测信噪比的测量结果对由基阵灵敏度计算的基阵增益值作了验证,说明测试方法的可靠性。 测试结果和分析表明,对一个确定的实际基阵(real array),在背景噪声为各向异性的随机场中,用基阵信号灵敏度(ASS)和噪声灵敏度(ASN)的测量值描述基阵实际工作状态的综合性能是一种行之有效的方法。     

不确实海洋中最小方差匹配场波束形成对环境参量失配的灵敏性分析

浅海环境背景下由于空-时采样不充分、介质的空时变化性,海洋环境参量通常是不确知的,由此驱动数值传播模璎得到的拷贝声场也是不确实的,从而导致基于拷贝声场和测量声场作拷贝相关处理的最小方差匹配场波束形成性能下降.针对上述问题,利用NRL Workshop'93提供的典型浅海不确实海洋环境,以不确实情况下定位偏置、不确实时与...     

主动时间反转聚焦技术

时间反转（时反）是声互易性原理的应用之一，它可以使能量在空间和时间上得到聚焦，通过这种聚焦可得到声源位置并实现声源信号的重构。将此技术应用到主动探测中，特别是对于海底小目标的检测与识别中，将目标看作是二次辐射声源，利用时反技术使能量在目标处聚焦，由此检测到目标。     

模垂直波束传输损失分析

海底反向散射矩阵的计算需要先知道模衰减系数和模函数．从实际数据中计算各阶模的衰减系数很困难且无必要．本文讨论了从模垂直波束(MVB)分析中提取分组平均模衰减系数的方法．波束形成输出谱由两部分组成：一部分是模能量加权求和，另一部分是模干涉和．如果模干涉项可以忽略，则分组平均模衰减系数可以从两个不同距离的波束形成器输出谱中求得．数值模拟导出了减小模干涉项的有效方法，并仿真了不同条件下分组平均模衰减系数的提取．同时还利用在2001年亚洲海实验(ECS)期间，由57m长垂直线阵采集的传输实验数据进行了分组平均模衰减系数的提取，模衰减系数的量级为10^-4,由此计算得到的Q值为1．4，对应于Hamilton分类的第6类海底，与实际测量的结果相符．     

干扰环境下窄带信号时反算子分解聚焦性能分析

近几年来,无论是理论分析还是海上试验,都验证了时反算子分解可实现有选择性的聚焦和目标检测.然而,这些分析和试验都是建立在信噪(混)比很高的前提下的,因此,需要对时反算子分解在于扰环境下的使用进行评估.利用传播模型和混响模型产生回波和混响,研究目标处的聚焦.结果显示,在噪声限制条件下,随着信噪比的降低,聚焦点处的能量逐渐降低;在混响限制条件下,如果选择的特征向量合适,即使在信混比较低的情况下,聚焦性能下降也是比较小的,这点为时反算子分解在低信混比情况下的应用提供了保障.     

发-收互动时间反转检测

研究了有PS(probe source)源发-收时间反转在强混响背景下对目标存在与否的二元假设检验问题.在目标处放一个PS声源产生导引信号,SRA(source receiver array)接收引导信号,对接收到的信号做物理时反(即多路径补偿反波束形成),并对SRA接收到的月标散射回波做接收聚焦(即多路径补偿波束形成),得到聚焦后的目标回波,实现发-收互动的聚焦.对常规BS(broadside)发射检测(没有时间反转)和时间反转检测2种方法各自的性能进行比较.湖上悬浮目标实验数据处理验证了理论分析的结果,并证明时间反转榆测比常规BS发射检测得到更大的信混比,从而提高了悬浮目标的检测概率.     

六角形阵快速傅立叶变换波束形成算法

在六角形阵阵元数较多时,传统的频域相移求和波束形成方法要求的运算量很大.为此提出一种采用六角形快速傅立叶变换HFFT(Hexagonal Fast Fourier Transform)的波束形成算法.使用六角形傅立叶变换HDFT(Hexagonal Discrete Fourier Transform)完成六角形阵的波束形成,由于HDFT存在快速算法HFFT,因此能够显著降低波束形成的运算量.首先在各个通道上做FFT,将信号变换到频域,然后转角重排,再对各个阵元上相同的频点做HFFT,得到频域常规波束形成输出.理论分析表明,对于窄带信号的六角形阵波束形成,所提出的算法所需的计算量比传统的相移求和方法降低了95%以上.仿真和试验结果表明,提出的算法在不影响阵列处理性能的同时,显著降低了波束形成所需的计算量,易于工程实现.