[發明專利]瞬態信號的多定位節點聯合波形估計方法

有效

• 申請號: 201910130298.0
• 申請日: 2019-02-21
• 公開（公告）號: CN109782228B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 蘭華林;張雪琪;梅繼丹;呂云飛;滕婷婷;師俊杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S5/18
• 分類號: G01S5/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 畢雅鳳

瞬態信號的多定位節點聯合波形估計方法，屬于瞬態信號的波形估計領域，本發明為解決現有技術無法實現在多途信道中實現瞬態信號的波形估計的問題。本發明所述瞬態信號的多定位節點聯合波形估計方法，該波形估計方法的具體過程為：采用空域濾波方法對接收信號進行抑制噪聲處理；利用反卷積消除多途信號對接收信號波形的畸變影響；通過均勻加權實現多途信道中接收信號的瞬態信號的波形估計。本發明用于對信號的波形估計。

技術領域

本發明涉及一種瞬態信號的多定位節點聯合波形估計方法，屬于瞬態信號的波形估計領域。

背景技術

信號波形估計是指對噪聲進行抑制，將有用的信號分離出來，從而得到信號原始波形的估計。信號波形估計方法的關鍵在于找到引起信號畸變的機理，例如噪聲和干擾，并通過反卷積計算去除影響，恢復出信號的波形。

信號波形估計的有效方法之一是設計一種具有最佳過濾特性的濾波器，當疊加有噪聲的信號通過這種濾波器時，可以將信號盡可能完整地重現或對信號做出盡可能精確的估計。維納濾波和卡爾曼濾波是實現從噪聲中提取信號，完成信號波形估計的兩種線性最佳估計方法。其中，維納濾波適用于平穩信號，而卡爾曼濾波還可以適用于非平穩信號。但是卡爾曼濾波對一定運動特征的信號構建模型進行處理，對于偶發性的瞬態信號并不實用。

除去噪聲因素的影響，海洋的聲信道由于海面海底等界面引起的折射產生多途，也會使信號波形產生畸變?，F有的濾波技術和波形估計方法無法實現在多途信道中實現瞬態信號的波形。

發明內容

本發明目的是為了解決現有技術無法實現在多途信道中實現瞬態信號的波形估計的問題，提供了一種瞬態信號的多定位節點聯合波形估計方法。

本發明所述瞬態信號的多定位節點聯合波形估計方法，該波形估計方法的具體過程為：

S1、采用空域濾波方法對接收信號進行抑制噪聲處理；

S2、利用反卷積消除多途信號對接收信號波形的畸變影響；

S3、通過均勻加權實現多途信道中接收信號的瞬態信號的波形估計。

優選的，S1所述采用空域濾波方法對接收信號進行抑制噪聲處理的具體過程為：

S1-1、各定位節點接收到信號后分別進行寬頻域波束形成的計算，估計各定位節點接收信號的水平來波方向；

S1-2、根據S1獲取的水平來波方向，對各定位節點不同陣元接收的信號分別進行時延補償，獲得時延補償后信號；

S1-3、分別對各定位節點的所有陣元的時延補償后信號求和，計算平均值，實現對各陣元接收信號的空域濾波，獲得空域濾波后的第一級波形估計結果，完成對接收信號的抑制噪聲處理。

優選的，S2所述利用反卷積消除多途信號對信號波形的畸變影響的具體過程為：

S2-1、根據第一級波形估計結果，利用互相關法計算相鄰定位節點之間接收信號的時延差；

S2-2、采用聲速剖面儀測量海洋環境中的聲速，根據超短基線實時監測定位節點的空間位置坐標位置，利用長基線定位方法獲得目標的三維位置坐標；

S2-3、根據定位節點的空間位置坐標和目標的三維位置坐標，利用聲學軟件計算聲波從目標位置到各定位節點的信道沖激響應；

S2-4、各定位節點分別以各自對應的信道沖激響應為核函數，對第一級波形估計結果進行反卷積，獲得第二級波形估計結果，完成多途信號對信號波形的畸變影響的消除。

優選的，S3所述通過均勻加權實現多途信道中的瞬態信號的波形估計的具體過程為：

將S2-4獲得第二級波形估計結果進行均勻加權處理，獲得第三級波形估計結果，實現多途信道中的瞬態信號的波形估計。