[发明专利]一种垂直矢量阵水下声线匹配被动定位方法

权利要求书

1.一种垂直矢量阵水下声线匹配被动定位方法，其特征是：所述方法包括如下步骤：

(1)利用水听器阵列接收数据组成接收阵列数据矩阵，其计算方法为：

x(t)＝[x_p(t)；x_vx(t)；x_vy(t)]

其中，x_p(t)表示阵列的声压通道的阵列接收数据，x_vx(t)表示阵列的v_x通道的阵列接收数据，x_vy(t)表示阵列的v_y通道的阵列接收数据；

(2)确定角度阈值为-15度～15度并据此设计空域滤波器；

(3)依据步骤2中设计的空域矩阵滤波器G对接收信号进行滤波，滤除入射角过大的声线，方法为y(t)＝G^Hx(t),(·)^H表示共轭转置；

(4)利用正交匹配追踪OMP算法从y(t)中提取信道冲激响应，得到T′_i，其中i＝2,…,N，T′_i表示声信号到达第i号水听器阵元的实际观测传播时间；

(5)针对空间中的每一个点，坐标为(r,z)，计算T_i(r,z)，其中T_i(r,z)表示声信道到达第i号接收水听器的理论模型传播时间；

(6)计算代价函数

T_ij(r,z)＝T_i(r,z)-T_j(r,z),T′_ij＝T′_i-T′_j

式中，N为接收水听器阵基元数,T_i为声信号到达第i号接收水听器的理论模型传播时间，T_i′为声信号到达第i号接收水听器的实际观测传播时间，T_j为声信号到达第j号接收水听器的理论模型传播时间，T′_j为声信号到达第j号接收水听器的实际观测传播时间，T_ij为理论模型中声信号在相邻基元上的传播时延，T′_ij为理论模型中声信号实际观测的传播时延；

(7)利用公式寻找峰值，峰值对应的坐标即为目标位置，就是用于估计声源位置的能量函数。

2.根据权利要求1所述的一种垂直矢量阵水下声线匹配被动定位方法，其特征是：所述步骤(2)中，空域滤波器的设计方法为：

s.t.||G^Ha(θ_s)||≤δ,θ_s∈Θ_S

||G^H||≤σ

式中，G为空域矩阵滤波器，δ为指定的阻带扇面内噪声衰减率，通常取值为0.001，||·||表示矩阵的2-范数，σ为噪声通过该空域滤波矩阵后功率的方均值，Θ_S为阻带角度集合，在此范围内的角度将被抑制，Θ_p为通带角度集合，a(θ_s)和a(θ_p)为方向向量。