[發明專利]一種基于模態域子空間檢測器加權的水下目標檢測方法

有效

• 申請號: 201810256634.1
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108562905B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 孫超;孔德智;劉雄厚
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10
• 代理公司: 西安凱多思知識產權代理事務所(普通合伙) 61290
• 代理人: 劉新瓊

1.一種基于模態域子空間檢測器加權的水下目標檢測方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟1：對垂直線列陣的接收信號數據進行預處理并計算相關聲場參數：

將陣元個數為N、陣元間距為d的垂直線列陣布放在水中接收水聲數據，垂直線列陣覆蓋全水深，目標距接收垂直線列陣的水平距離5公里以上，對于垂直線列陣的各水聽器接收到的待檢測時域采樣數據，在期望頻率f上做窄帶傅里葉變換，得到頻域接收數據r，根據水聲環境參數利用聲場軟件KRAKEN計算VLA各個水聽器采集到的模態空間矩陣Φ及各階模態衰減系數δ_m，其中水聲環境參數包含海水深度、密度及聲吸收系數、海底地質厚度、密度及聲吸收系數、聲速剖面，m＝1,2,…,M，m為模態階數，模態空間矩陣Φ的列向量分別記為u₁,…,u_M，M為簡正波模態個數，根據預先采集的環境噪聲數據估算噪聲功率，記為

步驟2：利用模態矩陣的正交性構造各階MSSD，并計算各階模態系數的衰減指數，進而得到各階MSSD的加權系數；

利用步驟1中的頻域接收數據r并根據廣義似然比檢驗原則推導得到MSD的檢測統計量根據模態矩陣的正交性，利用模態空間矩陣Φ的各階列向量構造M個相互獨立的MSSD，其檢測統計量分別為T₁,…,T_m,…,T_M，其中u_m為矩陣Φ的列向量，計算各階加權系數其中R為目標距接收垂直線列陣的水平距離；

步驟3：利用步驟2中計算得到的加權系數對各階MSSD進行加權求和處理，構造最終的加權重構模態空間檢測器T_w，其檢測統計量為根據虛警概率利用噪聲訓練數據得到檢測門限γ，將頻域接收數據r輸入設計的檢測器T_w中，并與檢測門限γ進行比較，若檢測器T_w大于檢測門限γ，則表明目標存在，否則目標不存在。