[發明專利]一種低頻雙矢量水聽器陣列的測距方法及系統

在審

• 申請號: 201310689350.9
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN104714235A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 王文博;于倍;王贊;王鵬;張春華;黃勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01S15/08
• 分類號: G01S15/08
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊林

1.一種低頻雙矢量水聽器陣列的測距方法，該方法基于被動測距，所述方法包含：

步驟101）利用兩個矢量水聽器水平線陣列接收目標發射的來自θ方向的信號，然后對接收的信號進行波束形成；

步驟102）基于形成的波束信號得到各波束的LOFAR圖，然后基于LOFAR圖提取波導不變量；

步驟103）根據提取的波導不變量，利用分布式的兩個矢量水聽器水平線陣對探測目標聲強的干涉圖進行目標距離估計。

2.根據權利要求1所述的低頻雙矢量水聽器陣列的測距方法，其特征在于，矢量水聽器水平線陣采用聲能流信號進行波束形成，公式為：

D_I＝e^H·Re(R_pv)·g_v

其中，所述矢量陣列包含聲壓傳感器和質點振速傳感器，從而能夠共點同步測量空間某點處的聲壓和三個質點振速正交分量：P,V_x,V_y,V_z；R_pv表示聲能流；g_v表示方向掃描向量；Re（）表示取信號實部；D_I表示基于聲能流的波束形成輸出。

3.根據權利要求1或2所述的低頻雙矢量水聽器陣列的測距方法，其特征在于，所述步驟102）進一步包含：

步驟201）對聲能流信號進行采樣，然后將聲能流信號的采樣序列分成連續的若干幀，且每幀包含N個采樣點；

步驟202）對每幀信號的采樣樣本L(n)作歸一化和中心處理；

步驟203）對矢量傳感器接收到的信號x(n)作短時傅立葉變換得到LOFAR譜圖；

步驟204）基于LOFAR譜圖的干涉條紋的斜率值，估計波導不變量的值

4.根據權利要求3所述的低頻雙矢量水聽器陣列的測距方法，其特征在于，所述步驟103）依據波導不變量的值和信號方位角θ的值，采用如下公式估計矢量水聽器水平線陣列中心與目標的距離r：

r^=maxrρ(β^,r,θ^)]]>

其中，為估計得到的波導不變量的值，表示某個具體的方位，ρ表示兩個矢量水聽器水平線陣列輸出的頻域波束形成信號的相關系數。