[发明专利]一种基于等效声速的水下声学定位方法

权利要求书

1.一种基于等效声速的水下声学定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：初始化，设定水下目标源的初始位置p_m(x_m，y_m，z_m)，在水下随意放置n个传感器接收器即接收节点，记录其位置分别为p₁(x₁，y₁，z₁)，p₂(x₂，y₂，z₂)，…，p_n(x_n，y_n，z_n)；

步骤2：到达时间差TDoA的测量；

步骤3：计算有效声音速度；

步骤4：利用卡尔曼滤波器对目标源进行定位，减小背景噪声的影响，提高水下定位的精度。

2.根据权利要求1所述的一种基于等效声速的水下声学定位方法，其特征在于，所述的到达时间差的计算采用广义交叉相关方法GCC，已知目标源发出声波s(t)，定义第i个接收点接收到的声波信号为：r_i(t)＝h_i(t)*s(t)+n_i(t)，第j个接收点接收到的声波信号为：r_j(t)＝h_j(t)*s(t-τ)+n_j(t)，其中，n_i(t)和n_j(t)分别表示第i个接收点和第j个接收点接收到得声波的加性噪声，假设n_i(t)和n_j(t)是不相关的，τ表示两个接收节点收到信号的时间延迟，r_i(t)和r_j(t)的互相关函数为：

R^ri,rj(τ)=1T-τ∫τTr1(t)r2(t-τ)dt]]>

其中，T表示观测周期；

首先，对r_i(t)通过滤波器H1(f)和r_j(t)通过滤波器H2(f)进行预滤波，得到y_i(t)和y_j(t)，然后计算两者的互相关函数的最大值：

令∂R^ri,rj(τ)∂τ=0,]]>

此时τ的值即为函数的最大值；

然后，当滤波器H1(f)＝H2(f)＝1时，求出互相关函数峰值出现时的τ值，即时间延迟τ的估计值：τ^=argmaxτRyiyj(τ).]]>