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[发明专利]结合波束响应修正的水体反向散射强度测量的修正方法-CN202310764961.9在审
发明人：方世良;曹文婧;安文威;刘健建 -专利权人： 南京世海声学科技有限公司
申请日： 2023-06-26 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G01S7/52 文献下载
摘要：本发明公开一种结合波束响应修正的水体反向散射强度测量的修正方法，通过多波束声纳系统波束响应计量试验获取空间开角覆盖范围内的回波数据，计算余弦角度上的波束响应起伏和波束宽度；获得空间波束开角覆盖范围内的波束数据；根据发射信号脉宽得到的层厚对单个波束数据在径向距离上进行精细分层，并计算出层内所有样本点能量和作为该层所有散射体的回波强度；计算空间各测量块的有效测量体积、几何扩展和吸收带来的传播损失；获得单位体积反向散射强度，完成发射波束开角范围内所有测量块的单位体积反向散射强度修正。本发明消除了多波束声纳系统自身波束方向性和随着径向距离的增加测量块体积变化带来的影响，有效提高了水体散射特性测量准确性。
结合波束响应修正水体反向散射强度测量方法

[发明专利]基于DSP的依据相关性改变时延的测流方法和装置-CN202310796277.9在审
发明人：方世良;李嘉玉;刘健建;安文威 -专利权人： 南京世海声学科技有限公司
申请日： 2023-07-02 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G01S15/88 文献下载
摘要：本发明公开一种基于DSP的依据相关性改变时延的测流方法和装置，包括：确定自相关性参数阈值和发射信号长度；获取回波数据并分段；设定初始时延；(1)计算第i段回波的自相关性参数；(2)若第i段回波的自相关性参数大于等于设定阈值，则时延增加，若时延大于发射信号长度的一半，则转至(3)，若小于等于，则转至(1)；若小于设定阈值，则转至(3)；(3)依据确定时延计算流速；如果还有分段信号未处理完成，i加1，返回(1)，否则结束。该方法通过判断各段回波的自相关性参数与设定阈值的大小来确定复自相关时延，从而获得可靠性和稳定性较高的测流结果。
基于 dsp 依据相关性改变测流方法装置

[发明专利]一种基于多脉冲相干累加的信标信号高增益检测方法-CN202011259718.4有效
发明人：方世良;姚帅;方衍;安文威 -专利权人： 南京世海声学科技有限公司
申请日： 2020-11-12 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G10L25/84 文献下载
摘要：本发明公开一种基于多脉冲相干累加的信标信号高增益检测方法，该方法包括如下步骤：第一步：获取待处理采样数据序列；第二步：设置滑动窗的窗长和步进；第三步：设置滑动窗起始位置索引；第四步：对待处理的采样数据序列进行叠加得到叠加信号；第五步：对叠加信号做匹配滤波得到匹配结果；第六步：利用匹配结果计算匹配度并进行检测判决。通过对多脉冲信号进行相干叠加处理，使得信号波形相加，幅度倍增，而噪声部分仅是能量相加，可获得较高的处理增益，同时定义了匹配度来衡量拷贝信号与叠加信号的匹配程度，该方法可以提高信标信号的检测概率，降低虚警概率。
一种基于脉冲相干累加信标信号增益检测方法

[发明专利]非合作PSK水声通信信号多小波基自动优选基带解调方法-CN202011078782.2有效
发明人：方世良;张昌文;方衍;安文威 -专利权人： 南京世海声学科技有限公司
申请日： 2020-10-10 - 公布日： 2022-06-03 - 主分类号： H04L27/22 文献下载
摘要：本发明公开了一种非合作PSK水声通信信号多小波基自动优选基带解调方法，获取待处理的多种小波分析结果模值对多种小波分析结果的模值进行平滑处理；对平滑处理结果进行降序排列；基于码速率与采样频率预估优选长度；计算用于优选小波基的质量评价因子；提取最大质量评价因子对应的序列号以及相应的优选结果。本发明针对水声通信信号容易在水声信道作用下产生畸变以及非合作参数未知等难点，利用PSK信号小波变换后位于码元跳变点时的模值发生突变的特性，通过优选最优的一组小波分析估计结果，可在非合作条件下，实现能自主适应较宽参数范围内不同PSK信号的基带码估计，运算量小，实用性强，适合对信号进行实时处理。
合作 psk 通信信号多小波基自动优选基带解调方法

[发明专利]一种基于最小均方误差准则的噪声背景估计方法-CN201711445877.1有效
发明人：姚帅;方世良;方衍 -专利权人： 南京世海声学科技有限公司
申请日： 2017-12-27 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： G06K9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于最小均方误差准则的噪声背景估计方法，该方法包括以下步骤：步骤一：获取信号数据序列x(n)；步骤二：计算数据序列x(n)的功率谱P(k)；步骤三：设定数据平滑窗长W，背景谷峰D与谷底的判断阈值U，相邻两次迭代输出结果的均方误差最小值的阈值ε，迭代过程的最大迭代次数I；步骤四：将数据序列的功率谱P(k)作为迭代过程的输入，计算出噪声背景；步骤五：迭代过程结束。该方法的算法复杂度小，并对噪声的统计特性不敏感，适合工程上对噪声背景进行较准确的估计。
一种基于最小误差准则噪声背景估计方法

[发明专利]基于水下声信标信号多脉冲累积的高增益检测方法和系统-CN202111632798.8在审
发明人：方衍;董晓;安文威;方世良 -专利权人： 南京世海声学科技有限公司
申请日： 2021-12-29 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： G01S15/88 文献下载
摘要：本发明公开一种基于水下声信标信号多脉冲累积的高增益检测方法和系统，方法包括如下步骤：步骤1：获取待处理多脉冲信号的采样数据序列；步骤2：对多脉冲信号进行带通滤波处理；步骤3：基于已知信号周期对滤波结果计算多脉冲累积序列；步骤4：对多脉冲累积序列进行匹配滤波处理；步骤5：对匹配滤波结果根据门限进行判决，验证检测性能。本发明基于多脉冲信号的相关性，使得匹配滤波可以获得较高的处理增益，从而提高多脉冲信号检测性能。
基于水下信标信号脉冲累积增益检测方法系统

[发明专利]水声信号的高精度连续延时型FPGA实时波束形成器-CN202111633917.1在审
发明人：方衍;刘健建;方世良 -专利权人： 南京世海声学科技有限公司
申请日： 2021-12-29 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： G06F7/498 文献下载
摘要：本发明公开一种水声信号的高精度连续延时型FPGA实时波束形成器，包括如下FPGA子模块：(1)波束控制模块，用于控制其他子模块的工作状态；(2)向量(矩阵)乘法器模块，可以设置定点乘法器、加法器的工作模式；(3)通道数据存储模块，作为环形缓冲器存储采样数据；(4)取址存储模块，配置波束形成时延表；(5)系数存储模块，配置波束形成向量表。本发明通过FPGA芯片的部分资源组合以及模块例化使用，实现了高精度、连续实时采样下的波束形成，为目标估计和检测提供实时的低信噪比的多波束信号。
信号高精度连续延时 fpga 实时波束形成

[发明专利]改进的基于水下声信标信号多脉冲累积的抗多普勒方法-CN202111633965.0在审
发明人：方衍;董晓;安文威;方世良 -专利权人： 南京世海声学科技有限公司
申请日： 2021-12-29 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： G01S7/537 文献下载
摘要：本发明公开一种改进的基于水下声信标信号多脉冲累积的抗多普勒方法，包括如下步骤：第一步：获取待处理多脉冲信号的采样数据序列；第二步：对多脉冲信号进行带通滤波处理；第三步：搜索实际周期，对滤波结果计算多脉冲累积序列；第四步：搜索多普勒速度对应拷贝信号，对多脉冲累积序列进行匹配滤波处理，选取最大峰值的匹配结果；第五步：根据匹配结果及门限进行判决，验证检测性能。本发明基于多普勒效应对信号频率的偏移及对时域信号的伸缩，搜索合适的拷贝信号使得匹配滤波可以获得较高的处理增益，从而提高多脉冲累积信号检测性能。
改进基于水下信标信号脉冲累积多普勒方法

[发明专利]基于参数自适应的扩展B分布脉冲信号时频分析方法-CN202011258116.7有效
发明人：方世良;姚帅;方衍;安文威 -专利权人： 南京世海声学科技有限公司
申请日： 2020-11-12 - 公布日： 2022-04-01 - 主分类号： G01S7/36 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于参数自适应的扩展B分布脉冲信号时频分析方法，首先获取待处理的多分量水声或雷达脉冲信号数据生成模糊函数，然后在模糊域检测自项信号的径向角和径向长度，生成扩展修改B分布核函数，对模糊函数进行滤波，最后将滤波信号变换得到时频分析结果。本发明基于扩展修改的B分布核函数，实现简单，且能够根据信号自适应地设置核函数的参数，实现核函数与待处理水声或雷达脉冲信号之间的较优匹配，适用于实时的工程应用场合。
基于参数自适应扩展分布脉冲信号分析方法

[发明专利]一种具有环境适应性的ADCP发射频率优化选取方法-CN201711449788.4有效
发明人：方世良;杨永寿;孙兆文 -专利权人： 南京世海声学科技有限公司
申请日： 2017-12-27 - 公布日： 2021-09-28 - 主分类号： G01S7/524 文献下载
摘要：本发明涉及一种具有环境适应性的ADCP发射频率优化选取方法，包括步骤如下：S1：通过ADCP换能器接收级中换能器接收级和声源级、单程传播损失、目标强度级、背景噪声级之间的数学关系，得到换能器接收级和声源级、单程传播损失、目标强度级、背景噪声级的声呐方程；S2：根据发射频率、发射换能器的声学直径、发射声波的波长和声源级的数学关系，可以得到声源级的计算公式；S3：根据测量距离、水对声波的衰减系数和单程传播损失的数学关系，可以得到单程传播损失的计算公式，以及其它步骤，得到发射频率的优化选取方法，其相比于发射频率固定的ADCP，采用本发明方法的ADCP的回波信噪比最多可以提高20dB。
一种具有环境适应性 adcp 发射频率优化选取方法

[发明专利]一种基于自相关估计及有效数据筛选的水声多普勒流速测量方法-CN201810950528.3有效
发明人：方世良;杨永寿;孙兆文 -专利权人： 南京世海声学科技有限公司
申请日： 2018-08-20 - 公布日： 2021-03-30 - 主分类号： G01P5/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于自相关估计及有效数据筛选的水声多普勒流速测量方法，涉及声学多普勒测量技术领域，包括估算复自相关函数值R(τ)、估算信号总功率R(0)、计算声呐回波样本的精度判据η(v)，最后通过阈值判断决定是否保留当前样本。本发明通过回波自相关估算精度判据数值与设定阈值的关系对测量数据样本进行筛选，提高水下声学流速估计的精度，实测数据分析表明此方法可明显减小流速估计的方差，提高水声测速设备的关键性能。
一种基于相关估计有效数据筛选多普勒流速测量方法

[发明专利]基于脉冲匹配累加的声信标信号截获处理方法-CN202011258136.4在审
发明人：方世良;姚帅;方衍;安文威 -专利权人： 南京世海声学科技有限公司
申请日： 2020-11-12 - 公布日： 2021-03-09 - 主分类号： G01S1/72 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于脉冲匹配累加的声信标信号截获处理方法，包括如下步骤：第一步：获取待处理的水声信标观测信号的采样数据序列；第二步：提取水声信标观测信号中的多个子脉冲信号；第三步：截取每个子脉冲信号所对应的拷贝信号；第四步：将多个子脉冲信号与截取的拷贝信号进行匹配滤波得到多个匹配结果；第五步：将多个匹配结果累加得到累加信号；第六步：利用累加信号进行恒虚警检测判决。本发明的高稳健检测方法，首先利用信标多脉冲信号相邻子脉冲进行匹配相关，可避免信道传播导致的失配现象，其次基于相邻子脉冲匹配结果进行累加，可获得较高的处理增益，从而提高信标信号的检测概率，降低虚警概率，实现高稳健检测。
基于脉冲匹配累加信标信号截获处理方法

[发明专利]一种分层水流高分辨径向声学多普勒频率测量方法-CN201911092657.4在审
发明人：方世良;安良;黄偲;申政;方衍;安文威 -专利权人： 南京世海声学科技有限公司
申请日： 2019-11-11 - 公布日： 2020-02-25 - 主分类号： G01P5/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种分层水流高分辨径向声学多普勒频率测量方法，该方法包括如下步骤：(1)采用米尔斯交叉阵发射垂向多波束水声信号；(2)米尔斯交叉阵接收阵列回波信号并形成横向正交多波束；(2)设置相关参数，选定标准层厚及时间窗；(3)多波束统一分辨率的时间窗分层；(4)高精度重叠复自相关估计每个正交波束的多普勒频偏；(5)多次测量取截尾平均并绘制测量扇面的角度深度径向流速分布图。该方法通过多波束声纳实现一次接收测量获得一个扇面内径向声学多普勒频率空间分布，为空间水流场高分辨流速分布测量提供基础数据。
一种分层水流分辨径向声学多普勒频率测量方法

[发明专利]一种基于多波束径向流速测量的非均匀水流速度估计方法-CN201911092656.X在审
发明人：方世良;安良;黄偲;申政;方衍;安文威 -专利权人： 南京世海声学科技有限公司
申请日： 2019-11-11 - 公布日： 2020-02-21 - 主分类号： G01P5/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于多波束径向流速测量的非均匀水流速度估计方法，该方法包括如下步骤：(1)选取两个非对称测量扇面，并设定标准层厚；(2)分时测量两个扇面的多波束分层径向多普勒；(3)在非对称的两个测量扇面内分别选取两个对应的波束分层测量点，组成一组四波束分层测量点；(4)多波束三维流速合成及坐标转换；(5)重复步骤(3)‑(4)获得多组空间三维流速测量点。(6)汇总并绘制出整个测量扇面的高分辨三维流速大小和方向分布。该方法用两次测量扇面内多组非对称四波束分层径向测量结果合成三维流速，并进行了三维流速的坐标转换，实现了空间流场的非均匀水流速度估计。
一种基于波束径向流速测量均匀水流速度估计方法

[发明专利]一种船舶噪声非平稳低频线谱自主提取方法-CN201811551749.X有效
发明人：刘清宇;朱传奇;方世良;方衍 -专利权人： 南京世海声学科技有限公司
申请日： 2018-12-19 - 公布日： 2019-09-17 - 主分类号： G01H3/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种船舶噪声非平稳低频线谱自主提取方法，包括如下步骤：(1)进行船舶噪声长积分功率谱线谱初检测，获得疑似线谱；(2)针对疑似线谱，设定分段功率谱分析的段数和积分域区间长度；(3)针对疑似线谱，设定各分段功率谱分析的积分域起始点；(4)根据设定的积分域起始点和区间长度进行船舶噪声二次功率谱估计；(5)连续谱自动抵消及线谱自主辨识提取。本方法针对船舶噪声非平稳低频线谱自主提取这一难题，通过对船舶噪声低频线谱的非平稳特性的自动分析，自适应调整分段功率谱分析的段数、积分域起始点和区间长度，改善了功率谱对线谱非平稳特性的宽容性，提高了线谱信噪比，通过连续谱自动抵消及线谱自主辨识实现了船舶噪声非平稳低频线谱的自主提取。
船舶噪声低频线线谱积分域功率谱分析起始点分段连续谱辨识段数抵消功率谱估计线谱信噪比自适应调整积分功率自动分析功率谱对线谱线检测

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