垂直矢量阵声图被动定位技术研究

兵工学报 ›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (3): 369-374.

垂直矢量阵声图被动定位技术研究

梅继丹，王珺琳，惠俊英

(哈尔滨工程大学水声技术国防科技重点实验室，黑龙江哈尔滨 150001)

收稿日期:2009-05-20 修回日期:2009-05-20 上线日期:2014-05-04
通讯作者: 梅继丹 E-mail:meijidan@hrbeu.edu.cn
作者简介:梅继丹(1983—)女讲师
基金资助:
国防预先研究基金项目（401501040104）

Research on the Underwater Acoustic Image Passive Locating Using Vertical Linear Array

MEI Ji-dan, WANG Jun-lin, HUI Jun-ying

(National Laboratory of Underwater Acoustic Technology, Harbin Engineering University,Harbin 150001, Heilongjiang, China)

Received:2009-05-20 Revised:2009-05-20 Online:2014-05-04
Contact: MEI Ji-dan E-mail:meijidan@hrbeu.edu.cn

摘要/Abstract

摘要： 在近场条件下，应用垂直矢量阵声图被动定位技术，能有效地抑制海洋多途在近场条件下，应用垂直矢量阵声图被动定位技术，能有效地抑制海洋多途影响，测定目标距离。由于垂直声压阵的自身指向性问题，无法测定目标方位，故讨论了垂直矢量阵的声图被动定位方法，利用矢量阵的指向性优势来获得声图测量的精确被动定位结果。仿真对比分析了水平阵与垂直矢量阵在多途条件的声图测量效果，此外，给出了单双目标2种情况下的垂直阵声图测量结果。研究发现：垂直阵声图测量由于物理优势比水平阵具有更好的抗多途性能，采用矢量阵可以克服声压阵的指向性缺陷测定目标方位，因而在多途海洋环境中利用垂直矢量阵进行近场目标被动定位具有可行性。

关键词: 信息处理技术, 垂直矢量阵, 聚焦波束形成, 声图被动定

Abstract: The ocean multi-path influence on measuring the target distance can be restrain

Key words: information processing technique, vertical vector sensor array, focused beam for

中图分类号:

TB566

梅继丹，王珺琳，惠俊英. 垂直矢量阵声图被动定位技术研究[J]. 兵工学报, 2010, 31(3): 369-374.

MEI Ji-dan, WANG Jun-lin, HUI Jun-ying. Research on the Underwater Acoustic Image Passive Locating Using Vertical Linear Array[J]. Acta Armamentarii, 2010, 31(3): 369-374.

参考文献

［1］惠娟，胡丹，惠俊英，等. 聚焦波束形成声图测量原理研究［J］. 声学学
报，2007，32(4): 356-361.
HUI Juan, HU Dan, HUI Jun-ying, et al. Research on the measurement of distribut
ion image of radiated noise using focused beamforming［J］. Acta Acoustica, 2007
, 32(4):357-361. (in Chinese)
［2］梅继丹，惠俊英，惠娟. 聚焦波束形成声图近场被动定位技术仿真研究［J
］. 系统仿真学报，2008，20(5): 1328-1333.
MEI Ji-dan, HUI Jun-ying, HUI Juan. Research on simulation of near field passi
ve ranging with underwater acoustic image by focused beam-forming［J］. Journal
of System Simulation, 2008,20(5):1328-1333. (in Chinese)
［3］徐复，惠俊英，时洁，等. 多途条件下聚焦波束近程定位［J］. 声学技术
，2007，26(6): 1101-1107.
XU Fu, HUI Jun-ying, SHI Jie, et al. Focusing beamform location in multipath ch
annel［J］. Technical Acoustics, 2007，26(6): 1101-1107. (in Chinese)
［4］ Man K M, Yang I S, Chun S Y, et al. Passive range estimation
using dual focused beamformers［J］. IEEE Journal of Oceanic Engineering, 2002,2
7(3):638-641.
［5］ Trucco A. A least-squares approximation for the delays used in focus
ed beamforming［J］. J Acoust Soc Amer, 1998,104(1): 171-175.
［6］余赟，梅继丹，翟春萍，等. 声图测量及定位海试研究［J］. 声学学报，2
009, 34(2): 103-109.
YU Yun, MEI Ji-dan, ZHAI Chun-ping. Sea trial researches on the measurements o
f passive source space distribution imaging and Positioning［J］. Acta Acoustica
, 2009, 34(2): 103-109. (in Chinese)
［7］时洁,杨德森,刘伯胜,等. 基于MVDR聚焦波束形成的辐射噪声源近场定位方
法［J］. 大连海事大学学报，2008，34(3)：55-58.
SHI Jie, YANG De-sen, LIU Bo-sheng, et al. Radiated noise sources near-field
location based on MVDR focused beamforming［J］. Journal of Dalian Maritime Univ
ersity,2008,34(3):55-58. (in Chinese)
［8］翟春萍，刘雨东. 聚焦波束形成声图法误差分析［J］. 声学技术，2008，2
7(1):18-24.
ZHAI Chun-ping, LIU Yu-dong. Error analysis of the underwater imaging method u
sing focused beamforming［J］. Technical Acoustics, 2008，27(1):18-24. (in Chine
se)
［9］惠俊英，李春绪，黎国龙，等. 声压和振速联合信号处理抗相干干扰［J］.
声学学报,2000,25(5):389-394.
HUI Jun-ying, Ll Chun-xu, LIANG Guo-long, et al. With pressure and particle v
elocity a combined signal processing approach against coherent interference［J］
. Acta Acoustica, 2000,25(5):389-394. (in Chinese)
［10］孙贵青，杨德森，张兰月，等. 基于矢量水听器的最大似然比检测和最大
似然方位估计［J］. 声学学报，2003,28(1)：66-72.
SUN Gui-qing, YANG De-sen, ZHANG Lan-yue, et al. Maximum likelihood ratio de
tection and maximum likelihood DOA estimation based on the vector hydrophone［J
］. Acta Acoustica, 2003,28(1)：66-72. (in Chinese)
［11］姚直象,惠俊英,尹京卫，等. 基于单矢量水听器四种方位估计方法［J］.
海洋工程,2006,24(1):122-131.
YAO Zhi-xiang, HUI Jun-ying, YIN Jing-wei, et al. Four approaches to DOA esti
mation based on a single vector hydrophone［J］. The Ocean Engineering, 2006, 24
(1):122-131. (in Chinese)
［12］姚直象,惠俊英,蔡萍,等. 单矢量水听器方位估计的柱状图方法［J］.应用
声学,2006,25(3):161-167.
YAO Zhi-xiang, HUI Jun-ying, CAI Ping, et al. A histogram approach of the azim
uth angle estimation using a single vector hydrophone［J］. Applied Acoustics, 2
006, 25(3):161-167. (in Chinese)
［13］姚直象,惠俊英,王德军,等.基于DEMON线谱的单矢量水听器双目标分辨［J
］.应用声学,2005,24(3):171-176.
YAO Zhi-xiang, HUI Jun-ying, WANG De-jun, et al. Identifying two targets by a
single vector hydrophone based on the DEMON spectrum［J］. Applied Acoustics,20
05,24(3):171-176. (in Chinese)

[1]	曾溢良，蓝金辉，邹金霖. 滑动置信度约束的红外弱小目标跟踪算法研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(9): 1771-1778.
[2]	李关防，崔杰，袁富宇. 基于线谱瞬时频率估计的被动声纳目标运动分析[J]. 兵工学报, 2017, 38(7): 1395-1401.
[3]	朱甦，薄煜明，何亮. 基于冗余字典的多特征压缩感知目标跟踪算法[J]. 兵工学报, 2017, 38(6): 1140-1146.
[4]	王啸, 韩太林, 张永立, 刘轩, 王义君, 宫玉琳. 多通道瞬态信号自适应变频算法[J]. 兵工学报, 2017, 38(6): 1161-1167.
[5]	张石，张百海，王飞帆，关子霄. 基于跳数量化的无线传感器网络节点定位算法[J]. 兵工学报, 2017, 38(5): 932-939.
[6]	夏平, 任强, 吴涛, 雷帮军. 融合多尺度统计信息模糊C均值聚类与Markov随机场的小波域声纳图像分割[J]. 兵工学报, 2017, 38(5): 940-948.
[7]	曹俊，郑翠娥，孙大军，张殿伦. 基于凸优化的水下载体定位研究[J]. 兵工学报, 2017, 38(3): 520-526.
[8]	向颉，茅永兴，郭才发. 船载雷达测速数据的船速修正新方法[J]. 兵工学报, 2017, 38(11): 2268-2273.
[9]	潘江怀，乔慧. 多传感器空间配准的病态性及其稳健估计[J]. 兵工学报, 2017, 38(10): 1965-1973.
[10]	王清，丁赤飚，付琨，任文娟. 基于膨胀运算的移动对象兴趣点检测方法[J]. 兵工学报, 2017, 38(10): 2041-2047.
[11]	李子高，李淑秋，闻疏琳. 一种基于独立成分分析的水下宽带信号波达方位估计方法[J]. 兵工学报, 2017, 38(1): 114-122.
[12]	刘泳庆，蒋硕，于栋，邵晓田. 窄带干扰抑制对码相位测量零值的影响分析[J]. 兵工学报, 2016, 37(2): 293-298.
[13]	管四海, 李智，黄辉，王哲. 带零吸收项的变步长l₀范数归一化最小均方误差算法[J]. 兵工学报, 2016, 37(11): 2170-2176.
[14]	焦传海，李永成，谢恺，杨运甫. 基于期望偏差和广义似然比检验的非重构宽带压缩盲感知[J]. 兵工学报, 2016, 37(10): 1837-1843.
[15]	刘红，曹颖，隆腾舞. 基于改进离散粒子群优化算法的容差电路故障特征提取[J]. 兵工学报, 2015, 36(8): 1494-1501.