[發明專利]一種針對非連續目標被動多陣列聲吶檢測跟蹤方法

有效

• 申請號: 201910762444.1
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110456360B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 楊曉波;付玲枝;賴淦;梁志宇;易偉;孔令講
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S15/66
• 分類號: G01S15/66;G01S7/521
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

1.一種針對非連續目標被動多陣列聲吶檢測跟蹤方法，其特征在于，包括：

A1、建立非連續陣列接收信號模型；步驟A1所述模型建立過程為：

A11、目標非連續特性建模，定義目標非連續特性為：

A12、陣列接收信號模型，

y^s(k)＝a(θ_s(k))s(k)+v(k)

其中，a(θ_s(k))表示k時刻目標信號的方向向量，θ_s(k)表示k時刻目標發射出的信號相對于陣列法線方向角度，s(k)表示k時刻目標發射出的信號，v(k)表示k時刻接收機中的加性噪聲；

A13、集合定義的目標非連續性與陣列接收信號模型，建立非連續陣列接收信號模型：

A2、根據建立的模型，得到各陣列聲吶的量測數據；步驟A2具體為：

A21、基于步驟A1建立的模型，采用波束形成方法得到k時刻第s個陣列θ_s(k)方向上獲取的量測值

其中，b表示方位角θ_s(k)占整個觀測平面的第b個分辨單元，h_s(·)代表CBF波束形成方法，上標H表示轉置共軛運算，R表示陣列的空間相關矩陣；R采用時間平均估計得到，計算式如下：

其中，K表示總的時刻數；

A22、根據各時刻的量測值，得到在k時刻陣列s接收到的量測數據記為B表示角度分辨單元的個數；

A3、融合各陣列聲吶的量測數據，計算聯合似然函數，并構造聯合似然比函數；步驟A3構造的聯合似然比函數表達式為：

其中，S表示被動陣列聲吶個數，表示在目標發射信號假設下的似然函數模型，x(k)表示k時刻目標的位置，表示在目標不發射信號假設下的似然函數模型；

A4、根據聯合似然比函數估計目標的非連續性；步驟A4具體為：若聯合似然比的值大于似然比門限值，則表示目標發射信號；否則目標不發射信號；

A5、結合聯合似然函數及估計的目標的非連續性，對目標狀態進行估計。

2.根據權利要求1所述的一種針對非連續目標被動多陣列聲吶檢測跟蹤方法，其特征在于，步驟A5采用粒子濾波對目標狀態進行估計。

3.根據權利要求2所述的一種針對非連續目標被動多陣列聲吶檢測跟蹤方法，其特征在于，步驟A5采用粒子濾波對目標狀態進行估計的過程為：

A51、若步驟A4估計目標的非連續性為目標發射信號，則進行粒子樣本預測；否則執行k＝k+1，重復步驟A1～A5，直至k＝L，算法迭代結束；L表示跟蹤總時間；

A52、根據步驟A51預測的粒子樣本，結合聯合似然函數，更新各時刻粒子樣本權值；

A53、對粒子進行重采樣；

A54、根據估計的粒子樣本及更新的粒子樣本權值，進行粒子狀態估計。

4.根據權利要求1所述的一種針對非連續目標被動多陣列聲吶檢測跟蹤方法，其特征在于，還包括步驟A0、系統初始化，包括：被動陣列聲吶個數S、每個陣列中包含的水聽器數目M、系統采樣間隔T、跟蹤總時間L、各陣列的位置以及根據已知先驗信息產生初始粒子狀態及其相應權值。