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[发明专利]一种冰层振源信号到时拾取方法和装置-CN202310875192.X在审
发明人：张宇翔;高家辉;殷敬伟;刘晓颖 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-07-17 - 公布日： 2023-10-27 - 主分类号： G01V1/28 文献下载
摘要：本发明涉及一种冰层振源信号到时拾取方法和装置，尤其涉及一种基于熵函数分析的到时拾取方法，属于极地声学技术领域。现有的到时提取方法很难满足冰层振源信号的精准到时拾取需求。本发明对采集的冰声信号进行分段处理分析，对每段信号依次进行模糊熵分析，截取模糊熵值突增的信号段；针对极地冰层信号，设计频域敏感的AIC算法特征函数，并对截取信号进行分析，以准确拾取振源信号到时。在没有丢失有效信号的基础上，更为精准的估计了冰层有效信号的到达临界时窗，能有效提高后续到时拾取以及信号特征分析的准确性，有效提高了冰层振源信号到时拾取的精度。
一种冰层信号到时拾取方法装置

[发明专利]一种极地水下脉冲简正波声学测距方法-CN202310886296.0在审
发明人： 殷敬伟;刘建设 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-07-19 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01S15/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种极地水下脉冲简正波声学测距方法，属于极地声学测距领域；基于极地环境中的低频简正波的物理特征，一种基于单个水听器的适用于极地海域低频远距离脉冲声源的被动距离估计方法，包括以下步骤：获取实际极地声场环境参数，水听器采集信号与滤波，计算信号的功率谱密度函数，估计简正波频散常数和波导不变量，计算功率谱密度函数的消频散变换，基于最大值原则确定声源距离。结果证明，提出的方法能有效的实现极地水下脉冲的距离估计。
一种极地水下脉冲简正波声学测距方法

[发明专利]一种极地冰层弯曲波脉冲信号检测方法-CN202310887528.4在审
发明人： 殷敬伟;刘建设 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-07-19 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01N29/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种极地冰层弯曲波脉冲信号检测方法，属于极地冰层信号检测领域，基于极地冰层弯曲波的物理频散特征，所述方法包括：S1：利用传感器采集声信号并预处理，得到预处理后的信号；S2：设置帧长、帧跨度、调频阶次、阈值；S3：对各帧的上述信号进行变换处理；S4：计算各帧信号变换后频谱的最大值；S5：利用预设的阈值判断帧数据有无信号；针对极地冰层中的弯曲波会出现频散效应，提出一种变换手段进行信号检测的方法。实验结果表明，该方法能够实现极地冰层中弯曲波脉冲信号的检测，利用快速傅里叶变换实现，以提高计算效率。
一种极地冰层弯曲脉冲信号检测方法

[发明专利]一种高分辨偏振滤波弹性波极地方位估计方法-CN202310886763.X在审
发明人： 殷敬伟;刘建设 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-07-19 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G01V1/30 文献下载
摘要：本发明公开了一种高分辨偏振滤波弹性波极地方位估计方法，属于极地声学测向方法领域，在冰面布放传感器，相比于在海水以及海底布放，具有布放方便，坐标可调的优势；相比于传统基于阵列的方法，采用单个传感器就可以实现高分辨的方位估计结果。基于单检波器的声源方位的初步结果可以使用旋转分析法和偏振滤波法实现，利用冰面粒子运动的垂直分量抑制非径向分量，并提出了使用矢量反卷积方法来提高单检波器方位估计的分辨力，使得极地单检波器具备高分辨的方位估计能力。
一种分辨偏振滤波弹性极地方位估计方法

[发明专利]一种极地脉冲噪声干扰下的时延-多普勒联合估计方法-CN202310957163.8在审
发明人：韩笑;张哲铭;葛威;殷敬伟;杨舒允 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-08-01 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： G06F18/10 文献下载
摘要：本发明提供一种极地脉冲噪声干扰下的时延‑多普勒联合估计方法，本发明在正交匹配追踪算法的基础上，引入最大相关熵准则与l1范数约束增强脉冲噪声下的鲁棒性，并采用基于分布式迭代优化策略的快速求解算法提高计算效率。与目前存在的同类型估计方法相比，本方法适用范围更广，估计精度更高且稳健性更强。
一种极地脉冲噪声干扰多普勒联合估计方法

[发明专利]一种极地脉冲噪声环境下离网格DOA估计方法和系统-CN202310812397.3在审
发明人： 殷敬伟;戴泽华;李迎松;张亮;葛威 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-07-04 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G01S3/80 文献下载
摘要：本发明公开了一种极地脉冲噪声环境下离网格DOA估计方法和系统，属于极地水声探测领域。方法包括：根据经由半波长间距的均匀直线阵接收的信号得到阵列接收数据矩阵，初始化最大迭代次数、列满秩随机矩阵、行满秩随机矩阵；根据最大混合相关熵准则，选择残差拟合误差矩阵的提高混合相关熵作为子空间分解优化的目标函数进行迭代求解，获得优化后的阵列接收数据矩阵；根据优化后的阵列接收数据矩阵，基于多阶泰勒展开项构建的新离网格模型，使用迭代稀疏投影算法来联合估计稀疏信号矩阵和网格偏移量，从而估计出目标的DOA。本发明能够克服网格失配问题实现对目标方位的高精度估计，并且在高斯噪声环境和脉冲噪声环境下都具有良好的性能表现。
一种极地脉冲噪声环境网格 doa 估计方法系统

[发明专利]一种极地脉冲噪声环境下自适应零陷DOA估计方法和系统-CN202310812398.8在审
发明人： 殷敬伟;戴泽华;李迎松;张亮;郭昆 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-07-04 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G01S3/80 文献下载
摘要：本发明公开了一种极地脉冲噪声环境下自适应零陷DOA估计方法和系统，所述方法包括：获取零陷阵列接收到的信号，所述零陷阵列为均匀直线阵，其中第一个阵列传感器为参考阵元，其他阵列传感器为辅助阵元；在第l个快拍下，输入零陷阵列中辅助阵元接收到的信号和参考阵元接收到的信号，初始化相关参数；进行运算迭代获得零陷阵列辅助阵元权向量，在每轮迭代中，根据零陷阵列误差信号更新参数，并根据可变步长更新辅助阵元权向量；将阵列方向图的倒数定义为空间谱获得方位谱，根据方位谱，估计出目标方位。本发明在极地脉冲噪声环境中具有较高的DOA估计精度和较低的计算复杂度，不需要已知信源个数，利于工程实现和应用。
一种极地脉冲噪声环境自适应 doa 估计方法系统

[发明专利]一种基于波束域数据的水下目标航迹智能提取方法-CN202310718462.6在审
发明人：张亮;焉然;殷敬伟;王之龙;郭龙祥;曹然;李理;郭昆;戴泽华;申和平;冯权胜;孙春艳 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-06-16 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： G06F18/241 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种基于波束域数据的水下目标航迹智能提取方法，包括以下步骤：(1)对波束域数据进行波束形成，绘制波束形成历程图；(2)提取感兴趣信号，并贴标签；(3)特征提取；(4)训练网络；(5)模型评估并筛选得到最优网络模型；(6)识别波束域数据。本申请基于机器学习，对包含一定量数据的训练集的模型训练，通过评估筛选出最优模型，可对波束域数据进行识别并分类成水面目标及水下目标，从而提取并保留水下目标。与目前其他分离水面目标的方法相比，准确率更高，适应性更强。
一种基于波束数据水下目标航迹智能提取方法

[发明专利]一种基于水中气枪源的极地冰下声通信方法和装置-CN202310875188.3在审
发明人： 殷敬伟;马嗣宇;张宇翔;谢志南 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-07-17 - 公布日： 2023-10-03 - 主分类号： H04B14/04 文献下载
摘要：本发明涉及极地水声通信领域，具体涉及一种基于水中气枪源的极地冰下声通信方法和装置。采用传统的匹配滤波方法对接收信号进行预处理，实现了几个字节的指令发送和接收，但在低信噪比下的误码率还有待提高。本发明将发射信号进行串并转换，随后进行二进制脉冲时延差编码；使用气枪控制装置，使气枪按照编码的时间间隔发射脉冲；对接收信号进行包括信噪比增强和包络提取在内的预处理，获得信号的脉冲包络以及脉冲时延差序列；进行脉冲到时估计；对脉冲时延差结果进行信息解码。提高接收信号中直达脉冲的信噪比，进一步提高远程通信能力，实现极地冰下远距离声通信。
一种基于水中气枪极地冰下声通信方法装置

[发明专利]一种针对极地冰层的震源定位方法-CN202110570146.X有效
发明人：张宇翔;高家辉;马丁一;谢志南;殷敬伟;生雪莉 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2021-05-25 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： G01V1/18 文献下载
摘要：本发明提供一种针对极地冰层的震源定位方法，本发明针对极地环境以及极地海冰中声传播特点提出一种冰层震源定位方法，以解决北极地区经济开发与军事对抗中潜在的目标定位需求。本发明结合极地冰层声传播特点，充分利用弹性波导带来的多波现象，从波场偏振特征、传播速度及幅值等方向开展多维度差异性分析，构建了具有高度适用性的冰层震源定位方法；从工程应用角度出发，本发明涉及方法无需传感器阵列，使用单台自容式三分量地震仪即可满足所需数据采集需求，所需设备高度精简，操作流程简便、快捷，具有极高的极地环境作业实用性。
一种针对极地冰层震源定位方法

[发明专利]基于虚拟发射阵列的水声探测通信一体化波形验证方法-CN202210430830.2有效
发明人：张亮;殷宏宇;王嘉齐;殷敬伟 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2022-04-22 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： H04B17/391 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于虚拟发射阵列的水声探测通信一体化波形验证方法，属于声纳信号处理领域。本发明利用单只换能器多点发射信号并在接收端进行信号合成，构建了一个虚拟发射阵列，为探测通信一体化技术方案不易通过已有水声信号发射设备进行验证的问题提供了解决方法，加强了探测通信一体化技术在水声工程领域的推广和应用。实验结果验证了本发明的有效性和可行性。
基于虚拟发射阵列探测通信一体化波形验证方法

[发明专利]一种被动声纳水下弱目标检测方法及系统-CN202111055959.1有效
发明人：生雪莉;孙畅;殷敬伟;郭龙祥;王嘉齐 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2021-09-09 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： G01S15/58 文献下载
摘要：本发明公开了一种被动声纳水下弱目标检测方法及系统。所述方法，包括：获取设定时间段内的多帧接收数据；对各帧接收数据进行角度估计，得到时间方位历程图；按照能量值的大小筛选时间方位历程图中各帧图像的候选方位角点，得到时空方位图；计算时空方位图中每相邻两帧图像的候选方位角点之间的角度距离，基于角度距离和线性函数拟合算法预测目标的角度轨迹，确定运动轨迹；若运动轨迹为一条，则将运动轨迹确定为目标的最终角度轨迹；若运动轨迹为多条，则计算每条运动轨迹的轨迹可信度，将轨迹可信度最大的运动轨迹确定为目标的最终角度轨迹。本发明能在避免漏检的同时，降低虚警概率，从而提高水下弱目标检测的稳定性。
一种被动声纳水下目标检测方法系统

[发明专利]一种跨冰声通信系统及方法-CN202310717426.8在审
发明人：张宇翔;高家辉;殷敬伟;李飞山;谢志南 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-06-16 - 公布日： 2023-09-22 - 主分类号： H04B11/00 文献下载
摘要：本发明的目的在于提供一种跨冰声通信系统及方法，包括冰面通信装置和水中通信装置。本发明基于浮冰声传播特性，同时使用冰层声传播信道以及水中声传播信道，通过激发冰中板间纵波进行冰面到水中的信息传输，解决了因冰面震源激发水中直达波的衰减较快，而无法实现下行远距离通信的问题，实现跨冰介质声信号的有效发射和接收，从而完成跨冰介质声通信。上行通信与下行通信使用不同频带通信，即冰面通信装置可同时进行冰层声传播信道的信号发射，和水中声传播信道的信号接收，实现全双工通信，提高了通信效率。同时冰面接收的三分量数据分析处理，水中接收模块的指向性接收，都能有效降低发射信号和噪声的干扰，提高了接收信号质量。
一种跨冰声通信系统方法

[发明专利]一种基于匹配波束的稀疏贝叶斯学习水下声源定位方法-CN202310372679.6有效
发明人：韩笑;李卿基;殷敬伟;魏笠;葛威 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2023-04-10 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G01S5/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于匹配波束的稀疏贝叶斯学习水下声源定位方法，针对现有的稀疏贝叶斯学习匹配场定位算法存在的环境失配问题，利用波束形成技术将阵列接收到的声压数据转化到波束域空间，并在波束域中限制或跟踪特定方向的声信号，将波束域内的定位问题转化为具有稀疏约束的欠定方程求解问题，最后通过稀疏贝叶斯学习更新公式进行迭代求解。与原有方法相比，本发明的优点在于：(1)在保证高分辨低旁瓣定位结果的同时，对环境失配具有更强的宽容性，有效提高了定位的鲁棒性；(2)具有更快的运行速度。
一种基于匹配波束稀疏贝叶斯学习水下声源定位方法

[发明专利]一种冰下无人潜航器测距方法-CN202010959785.0有效
发明人：陈文剑;刘钰;生雪莉;张宇翔;殷敬伟 -专利权人：哈尔滨工程大学
申请日： 2020-09-14 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G01S15/32 文献下载
摘要：本发明提供一种冰下无人潜航器测距方法，基于几何原理和声信号处理，当水下无人潜航器2发射信号至接收水听器3时，通过匹配滤波处理得到直达波和最短途径平面冰层1的下表面反射波的时延差，结合冰层下的水中声速，估计得到水下无人潜航器2与接收水听器3之间的水平距离；本发明在利用水下无人潜航器进行冰下航行作业时，由于冰层的存在，不易确定水下无人潜航器与接收水听器之间的距离，通过此方法可以估计出水下无人潜航器与接收水听器之间的距离，对水声研究具有一定的帮助。
一种无人潜航测距方法

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