[发明专利]一种基于遍历搜索策略的多相干源定位方法

说明书

本发明公开了一种基于遍历搜索策略的多相干源定位方法，包括以下步骤：S100建立定位系统、收集定位数据；S200选取探测区域，将探测区域微元化，设定探测区域代表点；S300遍历搜索探测区域代表点，与定位数据做关联性对比，对代表点关联性结果量化处理；S400设定关联性强弱的检测门限，筛选出满足条件的所有代表点，做聚类处理后，得出最终的定位结果。本发明所设计的方法有效地提高了定位运算速度，并使传统的几何定位模型具备了多相干源定位的能力。

技术领域

本发明属于水声定位技术领域，特别是涉及一种基于遍历搜索策略的多相干源定位方法。

背景技术

随着水声工程领域的迅速发展，水声定位技术一直是该领域研究的热点。水声定位技术在海洋工程的各个领域中发挥着重要作用。在民用方面，水声定位技术几乎遍布整个海洋开发领域，为海洋油气开发、深海鱼群探测以及海洋救援等各个领域提供了精准的定位支持；在军用方面，水声定位系统可用于定位敌我水下目标，是有效实施敌我对抗的关键。

长期以来，国内外研究人员针对水下目标定位技术做出了大量的努力，如今，水下目标定位的主要手段是基于几何原理的声学定位方法。依照水声定位系统的基阵尺寸划分，可将水声定位系统分为长基线(Long Base Line)、短基线(Short Base Line)和超短基线(Ultra Short Base Line)。当前基于几何原理的声学定位方法有以下几类：(1)利用信号到达角度定位(Angle ofArrival,AOA)：根据信号到达基阵的方位角，建立目标与基阵的空间关系，进而解算目标空间位置；(2)利用信号到达时间定位(Time ofArrival,TOA)：根据信号到达时间及水下声速，建立球面交汇模型，进而解算目标空间位置；(3)利用信号到达时间差定位(Time Difference ofArrival,TDOA)：根据信号到达时间差及水下声速，建立双曲面交汇模型，进而解算目标空间位置。

在实际的工程应用中，很多情况下在观测区域内很可能存在着多个目标，若这些目标是的声学特性相同的相干目标，无法通过接收信号区分其来自哪个目标时，则利用上述传统的声学几何方法定位存在着测量数据与目标的匹配问题，如果不对测量数据进行处理而直接求解，理论上，可以利用穷举法列举出全部可能的测量数据-目标匹配结果，但是计算量将大大增加且存在大量的虚假解。为此我们发明了一种基于遍历搜索策略的多相干源定位方法，以解决水下多相干静止目标定位中存在的以上问题。

发明内容

本发明公开了一种基于遍历搜索策略的多相干源定位方法，目的是为了解决水下多相干目标定位中观测数据与目标匹配问题。

本发明通过以下技术方案实现：一种基于遍历搜索策略的多相干源定位方法，包括以下步骤：

S100建立定位系统、收集定位数据；

S200选取探测区域，将探测区域微元化，设定探测区域代表点；

S300遍历搜索探测区域代表点，与定位数据做关联性对比，对代表点关联性结果量化处理；

S400设定关联性强弱的检测门限，筛选出满足条件的所有代表点，做聚类处理后，得出最终的定位结果。

进一步的，在步骤S100中，所述建立定位系统，具体为：

本发明的多相干源定位方法适用于纯TOA、TDOA、AOA定位及TOA/TDOA/AOA融合定位。

进一步的，在步骤S200中，具体的，

S210选取探测区域：根据先验知识，划定出目标可能存在的空间位置，将该空间设定为探测区域，以减少定位运算量；

S220划分探测区域，设定代表点：将探测区域划分为一系列的微小单元，而后，选取该微小单元内的一点作为该区域的代表点，只要该区域内任何一点到该代表点的距离最大值小于定位的精度要求，就可以忽略由观测区域划分而引起的量化误差。