基于稀疏分解理论的三维被动定位研究
声源定位是水声信号处理领域经久不衰的研究热点之一,对于我国在海洋战略和国防建设方面的影响不言而喻。相比于主动定位,被动定位探测距离更远且隐蔽性更高,从而在水声对抗时既能增加安全性又能料敌先机、先敌制胜,因此对声源被动定位展开相关工作有着不容小觑的现实意义。
鉴于此,本文将基于稀疏分解理论对声源的三维被动定位进行研究,谋求实现对感兴趣声源的三个空间维度位置参数(方位、距离和深度)的高分辨估计。根据目标声源在空域中分布的稀疏性特征,可以借助稀疏分解理论将声源的定位问题转化成一个欠定线性系统,运用适宜的稀疏分解算法进行求解。
为了实现对声源的三维定位,本文的主要工作内容可以分成两个部分,分别为空间谱估计(Spatial Spectrum Estimation)和匹配场处理(Matched Field Processing,MFP),前者实现对声源方位的估计,后者则用于估计声源的距离和深度。基于稀疏分解理论的空间谱估计和匹配场处理的过程都是类似的。
首先,根据声源位置参数的定位需求,划定相应的搜索范围,根据定位精度要求选择合适的搜索步长,从而构成相应的空间搜 ...