[發明專利]基于模態閃爍指數匹配分析的目標深度辨識方法及系統

在審

• 申請號: 202010613037.7
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111708007A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 陳新華;鄭恩明;李嶷
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01S7/539
• 分類號: G01S7/539
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

1.一種基于模態閃爍指數匹配分析的目標深度辨識方法，所述方法包括：

以水平拖線陣搭載的水面平臺輻射噪聲作為引導源，利用模態域波束形成方法得到水面平臺輻射噪聲的模態域能量值；

對水面平臺輻射噪聲的模態域能量值進行歸一化處理，得到模態強度分布值及矩陣表示；

根據模態強度分布值，得到各階模態分量閃爍指數，并作為匹配基準；

根據深度待判決目標模態強度分布值，得到深度待判決目標的各階模態分量閃爍指數；

將深度待判決目標的各階模態分量閃爍指數與匹配基準進行相關性分析，得到相關系數；

依據相關系數對待判決目標的深度進行辨識，得到判決結果。

2.根據權利要求1所述的基于模態閃爍指數匹配分析的目標深度辨識方法，其特征在于，所述方法具體包括：

步驟1)根據水面平臺輻射噪聲在水平拖線陣中的深度z₀，計算水面平臺輻射噪聲的模態域能量值Y_sum(f,l)為：

其中，ρ為密度，S(f)為目標聲源在頻點f處的幅頻響應，φ_l(z)表示在深度z處的模態函數，*表示復共軛，k_l表示第l階水平波束，l＝1,2,…,M，M表示模態總數，r₁為目標聲源到水平拖線陣第一陣元的距離，L為其他階模態對應殘留分量；

步驟2)根據距離和幅度對水平拖線陣各階模態中的影響一致性，對水面平臺輻射噪聲的模態域能量值進行歸一化處理，得到第l階模態強度分布值P_l(f,z,z₀)及矩陣表示形式P(f,z,z₀)：

其中，[·]^T表示矩陣轉置；

步驟3)根據模態強度分布值，得到水面平臺輻射噪聲在水平拖線陣中第l階模態強度閃爍指數ESI_l：

其中，var(·)為方差求取函數，E(·)為均值求取函數；

步驟4)根據深度待判決目標模態強度分布值，得到深度待判決目標第l階模態強度閃爍指數ESI_S,l：

其中，z_s為待判決目標的深度；S為深度待判決目標的標識符，P_S,l(f,z,z_s)為深度待判決目標第l階模態強度分布值；

步驟5)將步驟3)的ESI_l作為匹配基準，計算ESI_S,l與匹配基準的相關系數R(f,z_s)：

其中，cov[ESI,ESI_S]為ESI與ESI_S的協方差，d(ESI)為ESI的方差、d(ESI_S)為ESI_S的方差，ESI＝[ESI₁,ESI₂,…,ESI_M]，ESI_S＝[ESI_S,1,ESI_S,2,…,ESI_S,M]；

步驟6)將相關系數R(f,z_s)的最大峰值max[R(f,z_s)]與閾值進行比較，得到待判決目標深度z_s的判決結果：

當max[R(f,z_s)]小于閾值時，目標為水下目標；否則，目標為水面目標。