[發明專利]一種聲吶目標的極點特征提取方法

在審

• 申請號: 202010795817.8
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111766584A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 尼瑪扎西;馬雪飛
• 申請（專利權）人: 西藏大學;哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S15/88
• 分類號: G01S15/88;G01S15/96
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

1.一種聲吶目標的極點特征提取方法，其特征在于：所述極點特征提取方法包括以下步驟，

步驟1：利用矩陣束法從聲納目標回波中提取極點；

步驟2：確定聲吶目標回波中的極點個數；

步驟3：提取出目標回波中的主極點。

2.根據權利要求1是所述極點特征提取方法，其特征在于，所述步驟1利用矩陣束法從聲納目標回波中提取極點具體為，

目標沖激回波信號的時域晚期回波模型表示為，

式(1)中，N為信號的采樣長度，M為矩陣束法的極點個數，即進行指數求和的次數，極點s_k和其對應的留數r_k為待求的參數，估計出s_k后，求留數r_k則轉化為解線性方程組的問題即，

其中，σ_k為衰減因子，ω_k為衰減角頻率。

3.根據權利要求1是所述極點特征提取方法，其特征在于，所述矩陣束法定義，

對中間變量矩陣[Y]進行奇異值分解，

[Y]＝[U][Σ][V]^T (4)

其中，中間變量矩陣[U]為(N-L)×(N-L)維的矩陣，其列向量為矩陣YY^T的特征向量；中間變量矩陣[V]為(L+1)×(L+1)維的矩陣，其列向量為矩陣Y^TY的特征向量；中間變量矩陣[Σ]是(N-L)×(L+1)維的對角矩陣，經過奇異值分解后，[Σ]的主對角線上的元素已經是從大到小降序排列的，元素的值為Y^TY特征值的平方根，即[Y]的奇異值；

當輸入數據沒有噪聲影響時，矩陣[Y]經過奇異值分解后會得到M個大于零的奇異值，和其他全為零的奇異值；

當輸入存在噪聲影響時，為零的奇異值受到噪聲干擾而變為小奇異值，經過矩陣的低秩逼近來抑制噪聲的影響，定義下列矩陣，

中間變量矩陣[U']、[V']和[Σ']分別是奇異值分解后矩陣的一部分。

4.根據權利要求3是所述極點特征提取方法，其特征在于，根據公式(5)定義兩個矩陣，

[Y₁]＝[U'][Σ'][V₂']^T (6)

[Y₂]＝[U'][Σ'][V₁']^T (7)

其中，中間變量矩陣[V₁']和[V₂']分別由[V']刪除最后一行和第一行得到；取中間變量矩陣矩陣[Y₂]的廣義逆矩陣[Y₂]⁺，求出中間變量矩陣矩陣[Y₂]⁺[Y₁]的特征值得到z_i，再對z_i取對數即可得到信號的極點。