[发明专利]一种波束域的声压差互相关谱分析水下目标速度估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及水下远程目标探测领域，特别涉及一种波束域的声压差互相关谱分析水下目标速度估计方法。

背景技术

在水下目标探测领域，用于声源定位的匹配场处理方法、匹配模处理方法以及基于波导不变量的声源定位方法受到最为广泛的关注。匹配场处理方法主要是利用信号模型计算不同声源位置对应的接收声场，之后与实际海洋环境的接收声场进行相关匹配来获得目标定位。但匹配场处理方法存在着海洋实际环境模型很难模拟，容易造成定位失配情况，并且该方法计算量较大，难以实现。匹配模处理方法与匹配场处理方法有着类似的问题。

利用波导不变量进行目标定位受到了国内外学者的关注，是近年研究的另一热点问题，该类方法相对于匹配场处理方法及匹配模处理方法的优点是对环境具有更好的宽容性。采用此类方法进行目标定位时，对于目标的运动速度估计值有一定精度的要求。在实际海洋环境当中，运动目标的速度往往是未知的，需要对运动目标的速度进行估计，运动目标的速度估计精度会对目标定位的最终结果造成至关重要的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的运动目标速度估计方法精度不足的缺陷，从而提供一种精度较高的运动目标速度估计方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种波束域的声压差互相关谱分析水下目标速度估计方法，用于在包括多个各向同性阵元的均匀分布的水平阵上实现对运动目标的速度估计，该方法包括：

步骤1）、所述水平阵中的各个阵元分别采集声信号；

步骤2）、对步骤1）中所采集的声信号进行波束形成处理，得到波束域信号；

步骤3）、对步骤2）得到的波束域信号进行波束域声压差互相关处理，得到波束域关于时间间隔的互相关信号；

步骤4）、对步骤3）所得到的波束域的互相关信号的时间间隔参量进行频谱分析，获得波束域的速度估计结果。

上述技术方案中，所述步骤2）包括：

步骤2-1）、采用如下公式对所采集的信号做波束形成处理：

B(r,θ)=ΣlΣhdl*Olhdhexp(iΔklhr)]]>

其中，θ表示目标信号方位；r表示目标与参考阵元在t时刻的初始距离；l表示阵元在水平阵中的行号，h表示阵元在水平阵中的列号，O_lh表示声强信号幅度值；Δk_lh＝k_r,l-k_r,h；d_h表示第h号简正波对应的水平波数与波束形成结果；Δk_lh表示水平波数值间差值；