[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

本發明公開了一種聲吶目標的極點特征提取方法。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。本發明為了解決水下目標探測隱蔽性及準確性的問題，對于主動聲吶系統使用的頻段很多都處在水下目標的諧振區，目標的極點一直是諧振區十分重要的特征，如果目標極點特征能被準確地提取出，對充分發揮主動聲吶在目標探測識別方面的優勢具有重要的意義。

技術領域

本發明屬于水聲探測的技術領域；具體涉及一種聲吶目標的極點特征提取方法。

背景技術

據近年來的統計表明，在海洋資源開發，捕魚業，國防和海洋檢測等領域，都大量應用了聲吶的特征提取和識別技術。但是，不論聲吶特征提取和識別技術在民用行業如何發展，該技術的核心知識仍然大部分掌握在軍事技術人員中，并廣泛應用于軍事領域中。如何能準確快速地提取到這些安靜型隱身核潛艇的聲特征，是進行目標探測識別的基礎，也是聲吶科研人員的一大難題。隨著潛艇的輻射噪聲越來越低，海洋噪聲的逐年升高，被動聲吶的檢測和識別性能也隨之下降，本發明主要使用主動聲吶，并從目標的回波中提取目標特征極點，用來對目標進行探測識別。

聲吶發展到今天，已經由以前單一的功能，即只能探測目標的方位，到現在能全天實時的定位、跟蹤和識別目標。要想在有效的時間內打擊敵方目標，迅速準確的目標特征提取并識別顯得十分重要，一旦識別錯誤將導致嚴重的后果。目標的識別和聲吶的體制相關度很高，在主動聲吶目標識別中，不同的目標，得到的散射回波中的特征信息就會不同。主動聲吶系統探測識別中使用的聲波頻段有很多都處在水下目標的諧振區，該頻段內的目標回波包含了大量目標的特征信息，對研究目標識別將很有作用，目標的極點不隨入射信號的角度改變，這是利用目標極點進行探測識別很大的優勢，只要能從散射回波中準確的提取水下目標的真實極點特征，就能極大的體現聲吶目標諧振區的優勢，為聲吶目標的探測識別提供可行的方案。

發明內容

為了解決水下目標探測隱蔽性及準確性的問題，本發明提出一種利用矩陣束法從聲納目標的回波中提取極點特征的方法。

本發明通過以下技術方案實現：

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。

進一步的，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，

進一步的，將采樣得到的時域序列表示成矩陣[Y]，

對中間變量矩陣[Y]進行奇異值分解，

[Y]＝[U][Σ][V]^T (4)