[發(fā)明專利]非規(guī)則軌跡水中運動目標前向聲散射多普勒頻移計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110488392.0
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113238208B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何傳林;于洋;孫守揚;馬健博;呂紅敏
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: G01S7/539
• 分類號: G01S7/539
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37247
• 代理人: 馬千會

1.非規(guī)則軌跡水中運動目標前向聲散射多普勒頻移計算方法，其特征在于，包括：

(1)將發(fā)射端、目標軌跡和接收端的地球經(jīng)緯度坐標轉(zhuǎn)換為直角坐標，并依次標記為(x_S,y_S)、(x_T,y_T)和(x_R,y_R)；

(2)將目標軌跡坐標序列記為(x_T(t_i),y_T(t_i)),i＝1,2,…,N，計算所有時段內(nèi)的平均航速目標在任意兩個相鄰時刻t_i和t_i+1之間的運動速度可直接求得：

對所有時段內(nèi)的航速求算術(shù)平均，得

將該平均速度作為計算目標前向聲散射多普勒頻移時的目標運動速度；

(3)對目標軌跡進行平滑處理，獲得虛擬直線軌跡，分別計算目標和接收端到其虛擬直線軌跡與基線交點的水平距離、虛擬直線軌跡與基線的夾角；

所述平滑處理的方法為：采用長度為l_w點的時間窗并以步長t_w點依次截取目標軌跡坐標序列，將每個窗口內(nèi)軌跡坐標的算術(shù)平均值作為該時段內(nèi)目標的等效軌跡坐標，平滑后的目標軌跡坐標為：

目標和接收端到其虛擬直線軌跡與基線交點的水平距離的計算方法為：

在任意t_i時刻，目標到其虛擬直線軌跡與基線交點的水平距離為：

目標虛擬直線軌跡與基線的交點到接收端的水平距離為：

目標當前位置到接收端的水平距離為：

虛擬直線軌跡與基線的夾角的計算方法為：應(yīng)用余弦定理，得到t_i時刻目標虛擬直線軌跡與基線的夾角：

(4)利用步驟(2)和(3)計算得到的參數(shù)，計算各時刻目標的前向聲散射多普勒頻移：

在t_i時刻，將計算得到的參數(shù)：d_TC(t_i)、d_TR(t_i)、α(t_i)及信號中心頻率f_c、環(huán)境聲速c，一并代入線性軌跡的前向聲散射多普勒頻移參數(shù)公式：

其中，d_SR表示基線長度；

遍歷平滑后的所有目標軌跡點，獲得多普勒頻移關(guān)于目標運動時間的變化曲線。