[发明专利]一种适用于非同步阵列的匹配场水下声源定位方法

权利要求书

1.一种适用于非同步阵列的匹配场水下声源定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：提取出自容水听器组接收到的数据并组成阵列接收信号，使接收信号大致位于同一时间窗内，此时并不要求阵列接收信号严格同步；

同时对阵列接收数据进行预处理，获取声源信号的频率信息；

步骤2：依据海深和声源频率信息选用合适的声传播模型，并确定好网格划分以及声源搜索范围，输入阵列参数、阵列接收数据以及环境参数信息；

步骤3：将非同步阵列接收数据和由声传播模型计算得到的拷贝场数据归一化并取幅值处理；

步骤4：利用压缩感知算法提高定位分辨率，将参数初始化并通过稀疏贝叶斯学习更新公式进行迭代求解；

步骤5：依据迭代结果输出声源估计位置。

2.根据权利要求1所述的一种适用于非同步阵列的匹配场水下声源定位方法，其特征在于：步骤3所述的归一化取幅值处理描述为：

当不考虑噪声时，N元非同步垂直接收阵在频率ω处的第l个频域快拍y_l由声源频谱和信道传递函数的频谱来表示；

同时将非同步阵列接收信号和信道传递函数进行归一化取幅值处理，在处理中采用向量2范数归一化；

式中，S(ω)表示声源频谱，表示声源位于处的信道传递函数频谱，其中表示声源位置信息，表示由于非同步接收而在各个阵元产生的相位偏移，属于未知量，上标T表示向量转置；为归一化系数，和分别为归一化取幅值后的非同步接收信号和信道传递函数；通过归一化取幅值处理成功消除了未知声源频谱以及非同步接收产生的相位偏差。

3.根据权利要求1所述的一种适用于非同步阵列的匹配场水下声源定位方法，其特征在于：步骤4所述的稀疏贝叶斯学习更新公式描述为：

式中，为γ中K个非零值对应的拷贝场字典向量组成的矩阵，上标+表示矩阵的摩尔-彭罗斯广义逆；为归一化取幅值后的采样协方差矩阵，其中在迭代过程中当噪声方差小于阈值或者迭代达到最大次数时终止迭代。