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[发明专利]一种适配深海可靠声路径声场特性的基阵导向矢量修正方法-CN202310234869.1在审
发明人：郭小玮;郑广赢;朱方伟;程涛;张巧力;邵游 -专利权人：中国船舶集团有限公司第七一五研究所
申请日： 2023-03-13 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01S5/22 文献下载
摘要：本发明聚焦深海环境下基于大孔径垂直阵列的可靠声路径探测问题，分析了可靠声路径大孔径垂直阵列常规波束形成处理阵增益损失的原因，发现了声信号到达大孔径垂直阵不同阵元的俯仰角差异是制约常规波束形成处理能力的主要因素，针对此问题，提出了“适配可靠声路径声场特性的基阵导向矢量修正方法”，该方法具有一定的创新意义，具有较高的工程应用价值。
一种深海可靠路径声场特性导向矢量修正方法

[发明专利]一种基于声波到达角宽带起伏特性的深海传播模式辨识方法-CN202211217282.1在审
发明人：朱方伟;郑广赢;郭小玮;刘福臣;张巧力 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所
申请日： 2022-10-02 - 公布日： 2023-01-24 - 主分类号： G01S3/80 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于声波到达角宽带起伏特性的深海传播模式辨识方法,包括以下步骤，步骤1、对数据进行常规波束形成处理得到不同频率下的阵列响应，得到波达角‑频率关系；步骤2、基于推导，发现会聚区声线到达角对频率不敏感，到达角随频率起伏小，表面波导到达角对频率较敏感，到达角随频率起伏大，在波达角‑频率关系的基础上提取波达角随频率的起伏变化曲线；步骤3、对波达角随频率的起伏变化曲线做平滑处理以减少非周期性干扰。本发明可以实现被动接收到达模式的辨识。
一种基于声波到达宽带起伏特性深海传播模式辨识方法

[发明专利]一种基于张量信号高阶奇异值分解的水下声源匹配场定位方法-CN202211218680.5在审
发明人：郑广赢;朱方伟;邵游;郭小玮;张巧力 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所
申请日： 2022-10-06 - 公布日： 2023-01-24 - 主分类号： G01S5/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于张量信号高阶奇异值分解的水下声源匹配场定位方法,包括以下步骤，步骤1、将垂直接收阵记录的时空频多维数据重构为张量数据；步骤2、基于高阶奇异值分解与奇异矩阵截断计算张量信号子空间，由于对张量每一维度展开的矩阵进行奇异值分解，能够进一步的抑制噪声，得到更加精准的信号子空间，提高目标定位的精度；步骤3、明确接收基阵配置与水文条件、海底地形、海底底质等海洋环境信息输入。本发明在准确估计目标位置的前提下，对背景的抑制能力更强，性能优于常规匹配场处理。
一种基于张量信号奇异分解水下声源匹配定位方法

[发明专利]一种基于深海到达角结构的被动测距方法-CN202210572794.3在审
发明人： 张巧力;宋雪晶;刘福臣;王刚;蒋富勤;程涛;邵游 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所
申请日： 2022-05-20 - 公布日： 2022-12-30 - 主分类号： G01S11/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于深海到达角结构的被动测距方法，属于水声定位与识别技术领域。一种基于深海到达角结构的被动测距方法，方法包括：第一步：将N元垂直接收阵列布放在深海内并分别收集垂直阵数据以及环境参数；第二步：收集的两种参数分别进行垂直维常规波束形成以及利用声场计算软件计算海底反射声线到达角θ(R)；第三步：通过计算分别得出海底反射到达角估计值θ0以及利用拟合估计参数和它结合实测水文参数和海底参数，首先利用声场计算软件预报不同距离对应的声线到达角，然后估计映射公式参数a和b，最后通过垂直阵估计声线到达角实现被动。
一种基于深海到达结构被动测距方法

[发明专利]一种可靠声路径匹配波束强度处理目标深度估计的克拉美罗界分析方法-CN202210940559.7在审
发明人：郑广赢;朱方伟;郭小玮;刘福臣;张巧力 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所
申请日： 2022-08-06 - 公布日： 2022-11-29 - 主分类号： G01S5/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种可靠声路径匹配波束强度处理目标深度估计的克拉美罗界分析方法,包括以下步骤，步骤1，确定可靠声路径匹配波束强度处理的物理模型，给定布放在深海近海底的垂直接收阵，以及计算常规波束形成输出的峰值波束强度，宽带的波束强度起伏即为待匹配的物理量；步骤2，确定观测数据模型，基于所关注的频段，获得独立的数据样本，并计算观测的垂直阵波束强度数据；步骤3，求待估计参数的似然比，得到观测数据的似然函数与对数似然函数；步骤4，对对数似然函数求二阶导数计算。本发明理论推导了宽带匹配波束强度处理的克拉美罗界，可以反映深海可靠声路径被动目标深度估计算法的理论最佳性能。
一种可靠路径匹配波束强度处理目标深度估计克拉美罗界分析方法

[发明专利]一种用于浅海主动声纳目标深度估计的匹配相位处理方法-CN202210799159.9在审
发明人：郭小玮;郑广赢;朱方伟;邵游;张巧力;王刚 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所
申请日： 2022-07-06 - 公布日： 2022-11-15 - 主分类号： G01S15/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于浅海主动声纳目标深度估计的匹配相位处理方法,包括以下步骤，步骤1，测量场构建，将接收器1和接收器2收到的宽带回波信号进行处理得到测量场的单程传播向量比值宽带干涉结构ηdata(zt,ω)；步骤2，拷贝场构建，基于海洋波导环境，利用KRAKEN模型分别计算出接收器1的声场Pr1(zs,zt,zr1,r,ω)和接收器2的声场Pr2(zs,zt,zr1,r,ω)，构建拷贝场单程传播向量比值宽带干涉结构ηrplc(zt,ω)；步骤3，模糊度面构建，对测量场的单程传播向量比值宽带干涉结构ηdata(zt,ω)和拷贝场单程传播向量比值宽带干涉结构ηrplc(zt,ω)进行匹配相位处理，构建目标深度估计的模糊度面。本发明可实现浅海环境下的主动声纳目标深度估计。
一种用于浅海主动声纳目标深度估计匹配相位处理方法

[发明专利]一种基于声线方位时延信息的深海被动测距方法-CN202210711800.9在审
发明人：蒋富勤;邵游;王刚;刘福臣;张巧力;宋雪晶;程涛 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所
申请日： 2022-06-22 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： G01S15/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于声线方位时延信息的深海被动测距方法，涉及水声定位与识别技术领域。该发明提出了基于声线方位时延信息的深海被动测距方法，利用基阵获取的不同声线的方位和时延估计结果，提取方位特征和时延特征，建立了目标距离与方位、时延特征的关系式，实现了目标被动测距，特别适用于深海爆炸声源的被动测距，具有较强的工程应用前景。
一种基于声线方位信息深海被动测距方法

[发明专利]基于垂直子阵互谱宽带相位起伏的浅海声源深度分辨方法-CN202210701654.1在审
发明人：郑广赢;朱方伟;张巧力;郭小玮;邵游;刘福臣 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所
申请日： 2022-06-20 - 公布日： 2022-09-09 - 主分类号： G10K11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于垂直子阵互谱宽带相位起伏的浅海声源深度分辨方法，所述方法包括以下步骤：提取垂直阵上半阵复声压与下半阵复声压的宽带互谱，并基于宽带互谱相位起伏的过零点数作为深度依赖特征；阈值上的过零点数对应水面目标，反之为水下目标。该方法的优点在于计算量低，易于水下实时处理系统的工程实现。
基于垂直子阵互谱宽带相位起伏浅海声源深度分辨方法

[发明专利]基于相关矩阵特征值衰弱系数的浅海水面水下目标分辨方法-CN202111333615.2在审
发明人：邵游;郑广赢;张巧力;王刚 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所
申请日： 2021-11-11 - 公布日： 2022-04-05 - 主分类号： G01S15/06 文献下载
摘要：本发明涉及基于相关矩阵特征值衰弱系数的浅海水面水下目标分辨方法，以基阵信号相关矩阵特征值衰落系数的大小表征声场垂直相关性；阈值上的基阵信号相关矩阵特征值的衰落系数对应水面声源，反之为水下声源；基阵信号相关矩阵特征值的衰落系数越大，特征值分布越集中，对应的相关矩阵振荡越弱，声场的垂直相关性较强，对应水面声源，衰落系数越小，特征值的分布越分散，对应的相关矩阵振荡越强，声场的垂直相关性较弱，对应水下声源。本发明依据简正波理论，从声源深度对声场的垂直相关性的影响出发，基阵信号相关矩阵特征值衰落系数能够有效表征声场垂直相关性，其大小与声源深度密切相关，可应用于深海垂直阵反潜警戒探测。
基于相关矩阵特征值衰弱系数浅海水面水下目标分辨方法

[发明专利]利用近海面水平阵估计深海声源深度的匹配到达结构方法-CN202111551144.2在审
发明人：朱方伟;郑广赢;刘福臣;邵游;张巧力 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所
申请日： 2021-12-17 - 公布日： 2022-04-01 - 主分类号： G01S5/22 文献下载
摘要：本发明提供了一种利用近海面水平阵估计深海声源深度的匹配到达结构方法，该方法包括：波数谱估计，将接收到的宽带阵元域信号进行处理得到水平波数谱；寻找不同频率下水平波数谱的峰值估计出水平波数；由垂直波数与水平波数的关系估计得到垂直波数；拷贝场构建，通过估计得到的垂直波束构建拷贝场到达结构；测量场构建，将相移后的阵元信号叠加，从而最大程度地拾取声场信息；模糊度面构建，匹配测量场和拷贝场得到深度估计模糊度面。本发明的有益效果为：利用近海面水平阵在海底反射区估计声源深度，本发明满足了舰载线列阵的反潜需求，同时由于可以从接收信号中提取匹配信息，因此可以减弱参数失配的影响，与传统匹配场相比具有更高的宽容性。
利用海面水平估计深海声源深度匹配到达结构方法

[发明专利]基于频差自积的会聚区区号判别方法-CN202111191103.7在审
发明人：朱方伟;郑广赢;刘福臣;邵游;张巧力 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所
申请日： 2021-10-12 - 公布日： 2022-03-18 - 主分类号： G01S5/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于频差自积的会聚区区号判别方法：对垂直阵上各阵元接收的信号均做频差自积处理，得到对应的各频差自积测量场；根据深海环境参数，通过声场模型获取各阵元位置的格林函数，对各阵元的格林函数均做频差自积处理，得到对应的各频差自积拷贝场；对频差自积测量场和频差自积拷贝场做自积匹配处理，得到声源位置的模糊度面；对声源位置的模糊度面在频率及频差维度做平均处理，得到声源位置在距离维度的模糊度面。本发明利用频差自积，大大降低了失配对声源定位的影响，从而进行远距离不同会聚区处声源的定位，实现会聚区区号的判别，从而可以实现目标的准确定位。
基于会聚区区判别方法

[发明专利]基于垂直波束谱空间差异因子的浅海目标深度分辨方法-CN202111243888.8在审
发明人：郑广赢;邵游;刘福臣;朱方伟;张巧力 -专利权人：中国船舶重工集团公司第七一五研究所
申请日： 2021-10-25 - 公布日： 2022-02-08 - 主分类号： G01S5/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于垂直波束谱空间差异因子的浅海目标深度分辨方法，对垂直阵接收的声音信号做常规波束形成处理，得到数据波束图；基于环境参数，获取垂直阵的拷贝场波束图；基于数据波束图和拷贝场波束图计算二维的相关系数；基于二维相关系数分别计算对应水面声源区间和水下声源区间的平均相关系数；按照平均相关系数计算垂直波束谱空间差异因子；按照垂直波束谱空间差异因子和判决门限，对水面目标或水下目标作出判决。本发明依据垂直波束谱空间差异因子的符号正负来分辨信号源自水面目标或水下目标；本发明对声源初始距离不敏感，即无需准确获知声源初始距离信息，也可实现目标深度区间的判别，且对基阵倾斜与海底参数失配具有鲁棒性。
基于垂直波束空间差异因子浅海目标深度分辨方法

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