隨著海洋事業(yè)的發(fā)展,聲吶系統(tǒng)的使用范圍日益廣泛。起初,聲吶主要應用在水下目標探測、定位、跟蹤、識別以及通信和導航方面;如今,其涉及的領域拓展到海底地形地貌測繪、海洋地質考察,海洋漁業(yè)和海事搜救等都越來越依賴于聲吶系統(tǒng)。在軍事上,對于潛艇、魚雷和蛙人等具有強威脅性目標的探測跟蹤一直都是各國關注的重點�；谝陨媳尘�,改善檢測算法的檢測能力,同時保證算法在實際工程中的可靠性具有重要意義和實用價值。在聲吶、雷達、通信等領域中檢測信號,經(jīng)典匹配濾波器是深受國內外學者青睞的檢測器。它在帶限白噪聲干擾背景下對信號進行檢測時的輸出信噪比最大,是最佳的線性濾波器。這為匹配濾波器在信號檢測領域的應用奠定了基礎。針對水下運動的小目標,本文應用了頻域自適應匹配濾波器檢測算法。該算法同樣是基于經(jīng)典的匹配濾波器理論,結合自適應線譜增強技術,通過在頻域對噪聲進行抑制,提高了輸出信噪比,展現(xiàn)出比常規(guī)匹配濾波更優(yōu)越的性能。在低信噪比條件下,該算法的優(yōu)勢尤為明顯。并針對該算法中應用的自適應線譜增強器,文中選取幾種經(jīng)典的自適應濾波算法進行了對比研究,選取其中最優(yōu)的一種以實現(xiàn)檢測算法性能更優(yōu)。本文首先從理論推導出發(fā),為頻域自... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

自適應匹配濾波器

統(tǒng)匹配濾波器的性能。其原理如圖 1.1 所示。在復雜的海洋聲信的檢測效果，必須實時獲取信道的有效信息，這就要求處理器能數(shù)，這樣才能滿足聲吶系統(tǒng)和信道的實時匹配的要求，由此，學配濾波器的概念[33-36]，如圖 1.2 所示。當系統(tǒng)中存在一些隨機參數(shù)的參數(shù)（如底部幾何形狀、源和接收器的深度等）時，經(jīng)典的匹到很大的影響。因此，Mori 等人提出了一種隨機匹配濾波器[37][3展到非平穩(wěn)信號�？捎糜跈z測頻率隨時間變化的信號，例如在淺信號。其中，線性調頻信號是主動探測系統(tǒng)中經(jīng)常使用的發(fā)射信號的匹配濾波輸出中具有較高的旁瓣。一些小目標可能會藏匿在些旁瓣會被誤認為是真實的目標。所以如何盡可能地降低這些旁類問題，一些學者相繼提出了可行的解決方法。圖 1.3 所示的方法是一種能夠有效地抑制匹配濾波輸出的旁瓣的基本思想是設計一個 FIR 濾波器加在匹配濾波器的輸出端。通得到最優(yōu)解，在保證輸出增益的同時使得旁瓣電平最小化[39]。目標匹配濾波器旁瓣抑制濾波器

圖 1.4 線性動態(tài)離散時間系統(tǒng)的信號流圖，卡爾曼濾波算法理論首次被提出，并以它的發(fā)明者找到聯(lián)合求解出圖中兩個方程的解的最佳方法的過程。然而第一個實現(xiàn)卡爾曼濾波器應用的是 Stanley Sc的路上，學者們從未停歇。Bucy 等人提出的無跡卡爾卡爾曼濾波器（UKF），尤其是在非線性動態(tài)系統(tǒng)的應隨后 UKF 被推廣到更廣泛的非線性估計問題中，包括對偶估計問題等。針對解決高維非線性濾波問題，容開辟了一條新的途徑[48]。隨后，該學者又將其推廣到中[49]。學者們對卡爾曼濾波算法的改進還在不斷地更用如此廣泛是由于它在非線性或非高斯情況下的優(yōu)勢出粒子濾波的思想，學者們對該算法進行了各方各面濾波，提出了多目標和多接收器的兩項擴展應用，對傳感器節(jié)點進行數(shù)據(jù)融合，自此，粒子濾波被廣泛域，例如數(shù)據(jù)預測、雷達追蹤、導航定位和監(jiān)控追蹤

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]聲引信中線譜檢測的相關方法和時頻分析[D]. 張士忠.西北工業(yè)大學 2007



本文編號：3341108