[发明专利]一种适用于极地脉冲噪声环境的冰下声源定位方法

权利要求书

1.一种适用于极地脉冲噪声环境的冰下声源定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取声源信号，提取所述声源信号的频率信息，计算所述声源信号中有效期望信号对应频点的协方差矩阵，并对协方差矩阵进行Frobenius范数归一化，得到归一化后的协方差矩阵；

步骤2：选择声场模型，确定声源的搜索区域范围(R，Z)，其中，R表示搜索区域距离阵列的水平距离范围，Z表示搜索区域距离阵列的深度范围，在搜索范围内进行网格点划分，将网格点作为假设声源的位置；

步骤3：根据声场模型计算每个网格点处的拷贝场向量并对拷贝场向量进行归一化，得到归一化后的拷贝场向量；

步骤4：归一化后的拷贝场向量共轭相乘得到网格点的拷贝场矩阵；

步骤5：对每个网格点的拷贝场矩阵进行重构得到网格点的重构拷贝场矩阵；

步骤6：计算归一化后的协方差矩阵与每个网格点的重构拷贝场矩阵的相对熵距离，具体为：

归一化后的协方差矩阵K_f与网格a_i的重构拷贝场矩阵R_M(a_i)的相对熵距离d(K_f,R_M(a_i))满足：

其中，i＝1…N表示不同网格点序号，N为网格数量；

步骤7：估计每个网格点位置的归一化输出功率，对归一化后的输出功率进行排序，归一化输出功率大于给定阈值的网格点位置即为冰下声源的真实位置，网格点的数量即为冰下声源的数量。

2.根据权利要求1所述的一种适用于极地脉冲噪声环境的冰下声源定位方法，其特征在于：所述获取声源信号包括：将由水听器阵元组成的阵列放置在冰下海水中，接收获取声源信号。

3.根据权利要求1所述的一种适用于极地脉冲噪声环境的冰下声源定位方法，其特征在于：所述选择声场模型包括：根据有效期望信号的频率和声场环境选择声场模型。

4.根据权利要求1所述的一种适用于极地脉冲噪声环境的冰下声源定位方法，其特征在于：所述对每个网格点的拷贝场矩阵进行重构得到网格的重构拷贝场矩阵包括：

对网格a_i处的拷贝场矩阵进行奇异值分解得到左奇异向量矩阵U(a_i)、右奇异向量矩阵V(a_i)和奇异值矩阵Λ(a_i)，i＝1…N表示不同网格点序号，N为网格点数量，求解得到所述拷贝场矩阵的秩s，将奇异值从大到小进行排序；

重构拷贝场矩阵R_M(a_i)满足：

其中，Λ_s(a_i)为选取第一个到第s个奇异值组成的矩阵，U_s(a_i)和V_s(a_i)为相应的左奇异向量矩阵和右奇异向量矩阵。

5.根据权利要求1所述的一种适用于极地脉冲噪声环境的冰下声源定位方法，其特征在于：所述归一化后的输出功率具体为：

P(a_i)＝10log(d(K_f,R_M(a_i))/min(d(K_f,R_M(a_i))))。