[发明专利]配置参考声源的水下运动声源柱面矢量聚焦定位方法

摘要

本发明提供的是一种配置参考声源的水下运动声源柱面矢量聚焦定位方法。（a）获取矢量阵接收信号；（b）获取整个运动过程中各时间段下的声源运动参数估计结果；（c）根据分段数据以及定位结果生成稀疏虚拟阵列参数及虚拟矢量阵数据矩阵，并得到虚拟阵列采样数据协方差矩阵；（d）在声源所在柱面进行聚焦扫描，生成虚拟矢量阵聚焦导向矢量；（e）对虚拟矢量阵聚焦导向矢量施加最差性能优化约束条件，进而得到扫描点处优化后的聚焦输出功率；（f）设置合适步长，重复（d）至（e）的步骤，进行完整柱面搜索并比较输出功率谱图，定位结果指示声源与参考声源之间的空间位置关系。本发明稳健性高，且适用于非匀速及存在运动倾角的测试条件。

主权项

一种配置参考声源的水下运动声源柱面矢量聚焦定位方法，其特征是：（a）在球面波传播规律及点声源假设条件下，获取矢量阵接收信号；（b）采取配置参考声源f0的方式，利用矢量阵最大似然聚焦定位算法，对等时间间隔下的分段数据进行定位，获取整个运动过程中各时间段下的声源位置、速度和倾角运动参数估计结果；（c）根据（b）中获得的分段数据以及定位结果生成稀疏虚拟阵列参数及虚拟矢量阵数据矩阵，并得到虚拟阵列采样数据协方差矩阵；（d）针对分析频率fi，在声源所在柱面进行聚焦扫描，生成虚拟矢量阵聚焦导向矢量；（e）对（d）中生成的虚拟矢量阵聚焦导向矢量施加最差性能优化约束条件，并将其转化为具有单一非线性约束的二次最小化问题，利用二阶锥规划方法对最优权矢量进行求解，进而得到扫描点处优化后的聚焦输出功率；（f）设置合适步长，重复（d）至（e）的步骤，进行完整柱面搜索并比较输出功率谱图，由谱峰位置确定噪声源所在位置，定位结果指示声源fi与参考声源f0之间的空间位置关系。