[發明專利]一種水下目標三維定位方法

有效

• 申請號: 201210098315.5
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN102636785A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 梁國龍;林旺生;范展;王燕;付進;張光普;王逸林
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S15/06
• 分類號: G01S15/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種水下目標三維定位方法，其特征是：

(1)采用3個以上陣元組成具有空間尺度的分布式陣列，接收水下目標發射脈沖信號，對各陣元經預處理得到的脈沖序列進行聯合處理，首先剔除干擾脈沖；第i、j號陣元接收脈沖時延分別為t_i、t_j，陣元直線距離為L_ij，聲速為c，則不滿足不等式c·|t_i-t_j|＜L_ij的兩個脈沖中必有一個為干擾脈沖，對兩兩陣元間脈沖時延進行比較，剔除干擾脈沖；

(2)直達聲、海面或海底反射聲辨識，主要實現步驟為：

(2.1)依據脈沖時延、幅度、脈寬、頻率、頻率方差信息選擇最可能的直達聲脈沖以及相應陣元，設定第i號陣元k號脈沖為參考基準，脈沖時延值為t_ik，為剩余的第j號陣元設定時延窗T_ij＝L_ij/c，其中第i、j號陣元陣元直線距離為L_ij，聲速為c，從時間窗內挑選出第j號陣元直達聲，記錄直達聲時延值，并評定各個直達脈沖的有效因子；

(2.2)將各陣元直達脈沖置為無效值，不參與海面或海底一次反射聲的挑選；依據脈沖時延、幅度、脈寬、頻率、頻率方差信息選擇最可能的海面或海底反射聲以及相應陣元，設定第i號陣元k號反射聲脈沖為參考基準，脈沖時延值為t_ik，為剩余的第j號陣元設定時延窗T_ij＝L_ij/c，其中第i、j號陣元陣元直線距離為L_ij，聲速為c，從時間窗內挑選出第j號陣元反射聲，記錄反射聲時延值，并評定各個直達脈沖、反射脈沖的有效因子；

(3)辨識出3以上陣元接收直達聲脈沖的情況下，選擇有效因子最高的三個基元，進行球交匯得三維坐標；

(4)辨識出直達聲脈沖不足3陣元的情況下，按照以下方法進行目標定位：

(4.1)僅考慮海面或海底一次反射聲，對于任一坐標為(x_i，y_i，z_i)的陣元虛擬出2個接收陣元，分別以海面海底作鏡像，得到虛擬陣元坐標(x_i，y_i，-z_i)(x₂，y₂，z₂)和(x_i，y_i，2H-z_i)，其中H為海深；

(4.2)取任意一組獨立陣元進行球交匯定位出水下目標三維坐標，不同陣元組合解算得到一組三維坐標，依據參與解算的有效脈沖有效因子加權平均得到水下目標三維坐標；所述的一組獨立陣元是指其空間位置分布能形成水平尺度和垂直尺度的3個真實陣元或虛擬陣元。