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内孤立波环境下稳健降阶自适应匹配场定位方法研究

李杰美慧 史阳 杨益新 黄晓冬

李杰美慧, 史阳, 杨益新, 黄晓冬. 内孤立波环境下稳健降阶自适应匹配场定位方法研究[J]. 电子与信息学报, 2022, 44(6): 1897-1905. doi: 10.11999/JEIT211333
引用本文: 李杰美慧, 史阳, 杨益新, 黄晓冬. 内孤立波环境下稳健降阶自适应匹配场定位方法研究[J]. 电子与信息学报, 2022, 44(6): 1897-1905. doi: 10.11999/JEIT211333
LI Jiemeihui, SHI Yang, YANG Yixin, HUANG Xiaodong. Robust Adaptive Matched Field Processing of Rank Reduction for Source Localization under Internal Solitary Waves[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2022, 44(6): 1897-1905. doi: 10.11999/JEIT211333
Citation: LI Jiemeihui, SHI Yang, YANG Yixin, HUANG Xiaodong. Robust Adaptive Matched Field Processing of Rank Reduction for Source Localization under Internal Solitary Waves[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2022, 44(6): 1897-1905. doi: 10.11999/JEIT211333

内孤立波环境下稳健降阶自适应匹配场定位方法研究

doi: 10.11999/JEIT211333
基金项目: 国家自然科学基金(41906160, 11974286, 12174312)
详细信息
    作者简介:

    李杰美慧:女,1994年生,博士生,研究方向为内波环境下稳健的阵列信号处理

    史阳:男,1986年生,副教授,研究方向为水声信息处理、动态海洋声学

    杨益新:男,1975年生,教授,研究方向为水声阵列信号处理及其应用

    黄晓冬:男,1987年生,副教授,研究方向为内波观测、理论分析与预测保障

    通讯作者:

    史阳 shiyang@nwpu.edu.cn

  • 中图分类号: TN929.3; TB566

Robust Adaptive Matched Field Processing of Rank Reduction for Source Localization under Internal Solitary Waves

Funds: The National Natural Science Foundation of China (41906160, 11974286, 12174312)
  • 摘要: 海洋内孤立波的存在会引起海水混合,温盐结构改变,从而导致声速在时间和空间上的不均匀分布,而在匹配场定位中则表现为声速失配,定位不准确。该文提出一种内孤立波下稳健的降阶自适应匹配场定位方法(RR-AMFP)。在传统自适应匹配场定位算法的基础上,融合了主分量抑制波束形成方法,通过特征分解对拷贝协方差矩阵进行降阶,抑制噪声空间,同时采用抑制系数和权重因子来计算匹配过程中的权向量,监测失配的拷贝向量。因此该算法可以在内孤立波环境下保持更好的稳健性,而且阶数的降低也缩短了计算时间。仿真结果表明:该算法可以实现单个内孤立波下的准确定位,但大振幅的内孤立波波列仍然会造成较大的定位误差。在南海开展了内孤立波环境下的声源定位实验,估计距离误差为3.7%,深度误差为1.6%,验证了该算法在实际海洋内孤立波环境下的有效性。
  • 图  1  无内孤立波和有内孤立波时的声速场(南海实测数据)

    图  2  算法整体框图

    图  3  实验整体布置

    图  4  3种处理器的模糊表面(无内孤立波)

    图  5  3种处理器的模糊表面(有内孤立波)

    图  6  不同振幅单个内孤立波和波列的声速场

    图  7  不同振幅单个内孤立波和波列下RR-AMFP定位模糊表面

    图  8  实验中水听器接收信号(深度为125 m)

    图  9  3种处理器实验定位模糊表面

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出版历程
  • 收稿日期:  2021-11-25
  • 修回日期:  2022-05-19
  • 网络出版日期:  2022-05-24
  • 刊出日期:  2022-06-21

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