21世紀是海洋的世紀,海洋對國家的生存與發(fā)展、主權(quán)與安全具有重要戰(zhàn)略意義。為適應(yīng)我國經(jīng)濟社會的發(fā)展,國家更是提出了“海洋強國”戰(zhàn)略。合理探索和利用海洋資源的難點在于水下環(huán)境的探測,空間譜估計是一種實現(xiàn)水下探測的關(guān)鍵技術(shù),在工業(yè)界和學術(shù)界得到越來越多的重視。近年來基于信號稀疏表示思想的波達方向估計算法得到了迅速的發(fā)展,能夠在信噪比低,快拍數(shù)少和相干信源下有著較好的估計結(jié)果。但對于分布式源,由于不能很好的滿足空間稀疏性假設(shè),所以基于稀疏重建準則的空間譜估計方法在分布式源下沒有很好的性能。另外,傳統(tǒng)的空間譜估計方法大多基于被動探測模型�；谏鲜霰尘�,本文的主要工作如下:首先,本文利用單發(fā)多收陣列系統(tǒng)主動探測的特性,提出了基于稀疏約束的匹配濾波時延估計方法,并進一步擴展到角度-距離的聯(lián)合估計。不同于傳統(tǒng)基于被動探測模型的角度-距離估計方法,所提出方法利用了收發(fā)信號波形特征和同步信息,并進一步利用稀疏特征。仿真表明,相較于被動探測參數(shù)估計方法,所提出方法可實現(xiàn)更高精度的空間譜估計。此外,本文通過分析稀疏信號表示形式在分布式源模型中應(yīng)用的不足,建立了基于低秩約束準則的角度-距離二維聯(lián)合估計數(shù)學模型,...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 水聲環(huán)境的特點
    1.3 陣列聲吶參數(shù)估計的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第二章 陣列聲吶參數(shù)估計基礎(chǔ)理論與算法
    2.1 空間譜估計的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    2.2 空間譜估計基礎(chǔ)理論
        2.2.1 空間譜估計數(shù)學模型
        2.2.2 窄帶信號遠場源模型
        2.2.3 窄帶信號近場源模型
    2.3 傳統(tǒng)空間譜估計算法
        2.3.1 Capon最小方差法
        2.3.2 多重信號分類算法
        2.3.3 信源數(shù)估計算法
        2.3.4 空間平滑算法
        2.3.5 FFT相移波束形成
    2.4 基于稀疏表示的波達方向估計算法
        2.4.1 稀疏信號的數(shù)學模型
        2.4.2 單快拍稀疏信號的重構(gòu)算法
        2.4.3 多快拍稀疏信號的重構(gòu)算法
        2.4.4 L1-SVD算法
    2.5 仿真實驗
        2.5.1 Capon最小方差法與MUSIC性能對比仿真實驗
        2.5.2 MDL信源數(shù)估計算法仿真實驗
        2.5.3 空間平滑算法仿真實驗
        2.5.4 角度距離MUSIC聯(lián)合估計仿真實驗
        2.5.5 MUSIC法與稀疏方法在波達方向估計中對比仿真實驗
    2.6 本章小結(jié)
第三章 單發(fā)多收陣列系統(tǒng)的參數(shù)估計算法研究
    3.1 單發(fā)多收陣列系統(tǒng)概述
    3.2 基于稀疏約束的距離估計
        3.2.1 距離估計算法
        3.2.2 基于稀疏約束的匹配濾波距離估計算法
        3.2.3 仿真實驗
    3.3 基于稀疏約束的角度-距離聯(lián)合估計
        3.3.1 稀疏約束下算法的信號模型
        3.3.2 聯(lián)合譜估計的稀疏重建算法
        3.3.3 仿真實驗
    3.4 基于低秩約束的角度-距離聯(lián)合估計
        3.4.1 低秩約束下的分布式源模型
        3.4.2 分布式源的低秩性分析
        3.4.3 低秩約束聯(lián)合估計算法
        3.4.4 仿真實驗
    3.5 本章小結(jié)
第四章 聲吶水下探測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
    4.1 聲吶探測的原理與基本流程
    4.2 聲吶系統(tǒng)及其工作流程
        4.2.1 系統(tǒng)參數(shù)概述
        4.2.2 系統(tǒng)工作原理概述
        4.2.3 系統(tǒng)工作流程
    4.3 探測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)
        4.3.1 TCP協(xié)議與UDP協(xié)議
        4.3.2 數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)定義與設(shè)計
        4.3.3 系統(tǒng)邏輯與流程設(shè)計
    4.4 水池實驗
    4.5 本章小結(jié)
總結(jié)和展望
    工作總結(jié)
    未來展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
附件



本文編號：4034357