收藏本站
《哈尔滨工程大学》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

浅海远距离匹配场声源定位研究

黄益旺  
【摘要】:匹配场声源定位是水声学研究中的经典问题,在过去的几十年中,出现了多种匹配场处理算法。由于海洋环境的复杂性,直到现在仍然没有一种有效的能够实时解决真实环境中远距离声源的定位方法。原因之一是声压是一个时变的量,其幅度和相位是起伏的,单次或有限多次的测量无法完整反映声场的真实特性,因此基于声压场难以给出准确的声源定位;原因之二是海洋声信道是三维的,而几乎所有的已有的算法只能解决信道模型与距离无关的问题;第三个原因是三维声压场的计算极其复杂,还没有快速准确计算声场的有效方法。为了解决浅海远距离声源的定位问题,提高定位精度和匹配场处理速度,本文藉助特征声线传播时间,提出了一种匹配场声源定位的新方法。应用特征声线传播时间,从而可以忽略声压的幅度信息,声场的噪声容限得到了提高,并且代价函数对模型失配的敏感性得到降低;通过到达信号包络的延迟,声压相位模糊的干扰便可消除;声线传播时间是声速的伪线性函数,其起伏要比声压小得多;三维环境中特征声线的计算速度快、且精度高。基于以上对声线传播时间的分析,本文选取最短传播时间特征声线到达不同接收水听器的相对时间差,研究了远距离声源的定位问题。 众所周知,匹配场声源定位包括两个方面。一是声场建模,二是代价函数的构造。声场建模是整个问题的基础,本文从射线理论模型出发,详细分析了三维特征声线计算程序HARPO和RTPO。结果表明,哈尔滨工程大学唐俊峰博士开发的RTPO程序有更高的计算精度和更快的计算速度。基于最短传播时间特征声线到达相邻基元时延和声线传播时间,文中构造了匹配定位的第一类和第二类代价函数。应用两类代价函数,文中分别仿真了水深失配、接收水听器位置失配和声速失配对定位精度的影响。仿真结果表明,第一类代价函数对水深失配和接收水听器位置失配是较敏感的,而对声速失配不敏感,并且具有较高的深度估计精度;第二类代价函数对三种失配都不敏感,但是它的深度分辨率较低。为了克服第一类代价函数对失配的敏感性,文中提出了增加基元的定位方法。数值计算表明,该方法在一定程度上抑制了接收水听器位置失配的影响,使得声源的距离深度估计精度得以较大提高,
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:U666.7

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 孙万卿;葛亮;;一种基于有穷状态自动机的二维浅海声线追踪方法[J];兵工学报;2007年11期
2 张维;杨士莪;汤云峰;黄益旺;;不平整海底环境下的浅海本征声线求解方法[J];哈尔滨工程大学学报;2011年12期
3 张维;杨士莪;黄益旺;唐俊峰;宋扬;;基于爆炸声传播时间的声速剖面反演[J];振动与冲击;2012年23期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 黄益旺;杨士莪;朴胜春;宋扬;;基于声线传播时间匹配场处理的失配研究[A];2005年全国水声学学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 余赟;浅海低频声场干涉结构及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 唐俊峰;海水中的声速剖面反演研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 朴健浩;基于射线声学的海底参数反演研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 葛亮;水声定位技术在海洋工程中的应用研究初探[D];中国海洋大学;2006年
3 周俊山;水声主动匹配场定位研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 宋飞飞;单矢量传感器多普勒被动定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨亦春,程翔,陈庆生;智能雷弹被动声定位精度问题[J];弹道学报;1999年03期
2 黄益旺,杨士莪,朴胜春;实验数据的多途提取研究[J];哈尔滨工程大学学报;2002年06期
3 施国全;低信噪比下运动目标的被动定位和参数估计[J];声学与电子工程;2000年02期
4 王静,黄建国,管静;水声信号处理中匹配场处理技术研究的现状和展望[J];声学技术;2000年01期
5 王昭,李宏,施坤林,赵俊渭;小基阵高精度时延估计方法研究[J];西北工业大学学报;2000年01期
6 吴喜录,陈庆生,张元,程翔;目标声定位时延估计的对比研究[J];现代引信;1996年04期
7 李国罡,石岩,胡昌振;被动声探测系统的时间延迟估计技术[J];现代引信;1998年02期
8 张仁和;水下声道中的反转点会聚区(Ⅱ)广义射线理论[J];声学学报;1982年02期
9 张仁和;反转点附近声场的渐近理论[J];声学学报;1988年02期
10 陈耀明,杨怡青,黄清;多线谱加权的匹配简正波处理声源定位[J];声学学报;1999年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 黄益旺;基于射线理论的匹配场声源定位研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李晶;谷彩连;;小电流接地系统单相接地故障选线的算法研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2008年01期
2 朱哲;钟伟红;;非平稳随机信号分析处理方法研究[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2008年06期
3 高清维,程玉林,明军;信号子带分解和重构的小波滤波器系统及边界处理[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年04期
4 段文亮 ,刘涤尘;发电厂暂态电磁环境的小波分析法[J];安全与电磁兼容;2005年04期
5 郭业才;均匀脉动柱面声源阵高频辐射远声场特性的研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2000年01期
6 杨春龙;亢淑梅;李成威;刘守杰;;变幅杆式超声波声场分布测量[J];辽宁科技大学学报;2011年01期
7 谢永乐;李西峰;;模拟集成电路参数型故障定位方法[J];半导体学报;2008年03期
8 田芬,李开成;MEM在铁路UM2000轨道电路信号接收中的应用[J];北方交通大学学报;2003年03期
9 吴才成;测试系统中的数据融合技术[J];车辆与动力技术;2005年03期
10 冷护基,潘紫微,王启平;液态沥青料位传感器的研究[J];兵工自动化;2002年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 章大勇;吴文启;吴美平;;低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 张明敏;卢建斌;席泽敏;;波动声场中的远场条件[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
3 李凡;郭圣明;郭新毅;陈耀明;;环境不确定条件下的声纳性能预报[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
4 秦继兴;杨春梅;骆文于;;水平变化波导中声场计算的数值实现[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
5 张林;笪良龙;徐国军;;BDRM理论在水平变化波导中的应用[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
6 韩梅;程艳合;宋汝刚;;声纳浮标区域阵型建模与研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
7 范培勤;笪良龙;晋朝勃;韩梅;;浅海中声纳系统最优工作深度选择研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
8 孙梅;李风华;;Pekeris声波导中简正波群速度及在海底声速反演中的应用[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
9 屈科;赵梅;胡长青;;浅海海底特性及单参数反演研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
10 陈托;赵航芳;;利用水平阵声强条纹的目标定位方法研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 姜恒;多尺度结构功能材料在水下声隐身中的应用基础研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 刘友永;水声差分跳频通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
8 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 张之猛;水声信号处理中的盲解卷积技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
2 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
3 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
4 林琳;基于广域网络测量传感器阵列的大气低频次声波观测研究[D];山东科技大学;2010年
5 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
6 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
7 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
8 李卫鹏;正交小波变换支持向量数据描述方法在故障诊断中的应用研究[D];郑州大学;2010年
9 郑宁;离散分数阶Fourier变换算法的仿真研究及FPGA实现[D];郑州大学;2010年
10 李会臣;基于时频分析的齿轮故障机理及诊断研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕颖慧;张红量;王水林;;Newton下山法的改进及其应用[J];地下空间与工程学报;2006年05期
2 孙万卿;葛亮;;一种基于有穷状态自动机的二维浅海声线追踪方法[J];兵工学报;2007年11期
3 王晓峰;;一种修正的牛顿迭代法[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年01期
4 刘喜武,刘洪,李幼铭;高分辨率Radon变换方法及其在地震信号处理中的应用[J];地球物理学进展;2004年01期
5 张霖斌,姚振兴,纪晨;地震初至波走时的有限差分计算[J];地球物理学进展;1996年04期
6 马争鸣,李衍达;二步法射线追踪[J];地球物理学报;1991年04期
7 黄联捷,李幼铭,吴如山;用于图像重建的波前法射线追踪[J];地球物理学报;1992年02期
8 杨长春,冷传波,李幼铭;适于复杂地质模型的三维射线跟踪方法[J];地球物理学报;1997年03期
9 徐昇,杨长春,刘洪,李幼铭;射线追踪的微变网格方法[J];地球物理学报;1996年01期
10 高尔根,徐果明;二维速度随机分布逐步迭代射线追踪方法[J];地球物理学报;1996年S1期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 马力;;海底介质特性反演方法比较[A];中国声学学会2003年青年学术会议[CYCA'03]论文集[C];2003年
2 王燕;惠俊英;梁国龙;;基于目标方位及时延差的双基阵目标运动分析[A];2001年全国水声学学术会议论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 童立;面向对象的水下声场仿真应用框架研究[D];西北工业大学;2002年
2 杨坤德;水声信号的匹配场处理技术研究[D];西北工业大学;2003年
3 宋新见;数字式噪声目标被动测距声纳研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
4 王德俊;矢量声场与矢量信号处理理论研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
5 王新勇;互谱法被动测距改进研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
6 杨春;基于鱼雷报警声纳的目标识别技术基础研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
7 姚爱红;声矢量传感器信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
8 时胜国;矢量水听器及其在平台上的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
9 杨娟;水下动目标被动跟踪关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
10 孙国仓;浅海矢量声场及其信号处理[D];哈尔滨工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 何文翔;矢量传感器多普勒定位研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 黄益旺;基于射线理论的匹配场声源定位研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
3 王伟;基于矢量水听器的目标方位估计[D];西北工业大学;2004年
4 李丙辉;浅海风成海洋环境噪声场空间结构及海底参数反演研究[D];中国海洋大学;2004年
5 姚直象;单矢量水听器信号处理研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
6 张之猛;遗传模拟退火算法在反演浅海声速应用中的仿真研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
7 陈见伟;用高分辨率双曲线Radon变换实现波场分离[D];长安大学;2005年
8 苗慧;解非线性方程的若干算法的收敛性分析[D];浙江大学;2006年
9 何永军;浅海距离有关波导耦合简正波数值建模[D];哈尔滨工程大学;2005年
10 付金山;海底参数反演技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 张维;杨士莪;汤云峰;黄益旺;;不平整海底环境下的浅海本征声线求解方法[J];哈尔滨工程大学学报;2011年12期
2 许爱芬;贾巨民;温秉权;;基于有穷机理论的数控程序语法模型研究[J];机床与液压;2012年11期
3 谭飞;王珺吉;章立;王仲辉;;有限状态自动机在复杂界面操作中的应用[J];数字通信;2011年05期
4 魏来;周穗华;张静远;;基于射线方法的浅海近程声传播仿真与应用[J];鱼雷技术;2009年05期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 李想;水下高速运动目标轨迹测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 马树青;浅海孤立子内波对声传播的影响[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 许爱芬;数控系统预处理技术研究[D];天津大学;2009年
4 宋海岩;具有高稳健性的浅海目标方位估计方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙军平;等效声速剖面的反演研究[D];中国海洋大学;2010年
2 高红;漂浮式节点水声定位的编解码技术研究[D];中北大学;2011年
3 刘永佳;基于阵列信号处理的水声被动定位技术研究[D];华南理工大学;2011年
4 王晓雪;分数阶Fourier变换在水声定位中的应用[D];哈尔滨工程大学;2011年
5 王延意;基于经验正交函数分解的声速剖面重构及软件实现[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 朴健浩;基于射线声学的海底参数反演研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 刘金锋;遗传算法在物流配送优化调度中的应用[D];太原理工大学;2008年
8 徐韬;基于单载波通信技术的水声同步定位研究[D];华南理工大学;2010年
9 赵炜;水下移动平台双阵被动测距方法研究[D];中国海洋大学;2012年
10 宋飞飞;单矢量传感器多普勒被动定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 张仁和,龚敏,张双荣,肖金泉,王孟新;负跃层浅海中信号波形的多速结构[J];海洋学报(中文版);1981年01期
2 施国全;低信噪比下运动目标的被动定位和参数估计[J];声学与电子工程;2000年02期
3 王静,黄建国,管静;水声信号处理中匹配场处理技术研究的现状和展望[J];声学技术;2000年01期
4 殷业,赵松龄,盛胜我;声信号时延的倒谱相关分析[J];同济大学学报(自然科学版);1996年06期
5 张元,陈庆生,吴喜录;被动声定位系统的计算机仿真[J];现代引信;1996年01期
6 张仁和;水下声道中的反转点会聚区(Ⅰ)简正波理论[J];声学学报;1980年01期
7 陈耀明,杨怡青,黄清;多线谱加权的匹配简正波处理声源定位[J];声学学报;1999年02期
8 陈耀明,高天赋,杨恰青,马忠梅;浅海短垂直阵和稀垂直阵的声源定位性能[J];声学学报;1996年06期
9 高天赋,陈耀明,杨怡青;短垂直阵简正波匹配的声源定位[J];声学学报;1996年S1期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 崔庚寅,白文忠,管振龙,王厄舟,张凤娟;人耳对声源定位的时差研究[J];河北师范大学学报(自然科学版);1994年04期
2 董洪光;基于实时解空间的三维声源定位[J];宇航计测技术;2004年06期
3 王晓宇,孙晓峰;基于爆轰波原理声源定位方法初探[J];工程热物理学报;2003年03期
4 邱天爽;;时间延迟估计的基本原理和方法[J];海洋技术;1992年03期
5 邵怀宗,林静然,彭启琮,居太亮,徐异凌;基于麦克风阵列的声源定位研究[J];云南民族大学学报(自然科学版);2004年04期
6 狄昂照;多声源定位的存在唯一性问题[J];系统科学与数学;1986年03期
7 李文;夏秀渝;何培宇;李源;;基于麦克风阵列的近场声源定位[J];四川大学学报(自然科学版);2008年02期
8 张峥;黄强;范涛;彭杰;袁国顺;;利用头相关函数实现虚拟声源和运动声源[J];南开大学学报(自然科学版);2009年05期
9 陈红雨;;基于声源定位的GPS模拟实验设计[J];实验技术与管理;2009年02期
10 鄂毅男,张宝琪;二维分离型声发射模拟源定位研究[J];大庆石油学院学报;1994年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 程丽娟;应丽美;Olivia Gosseries;王付言;张瑛;喻森明;胡晓华;余丹;李景琦;高鸿兴;何敏慧;Caroline Schnakers;狄海波;;严重意识障碍患者声源定位的评估:唤名与铃声的比较[A];首届全国脑外伤治疗与康复学术大会论文汇编(中)[C];2011年
2 范京;罗倩;曾义芳;;平面麦克风阵列估计声源的方向和距离[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
3 黄益旺;杨士莪;朴胜春;宋扬;;基于声线传播时间匹配场处理的失配研究[A];2005年全国水声学学术会议论文集[C];2005年
4 刘月婵;孙超;何元安;;旋转式阵列声源定位技术研究[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
5 胡涛;蒋德军;王涛;;简正波展开与声源定位[A];中国声学学会1999年青年学术会议[CYCA'99]论文集[C];1999年
6 黄益旺;杨士莪;吕钱浩;;基于时延的匹配场声源定位[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年
7 朴胜春;杨士莪;;一种基于微扰法的声线传播时间计算方法[A];2001年全国水声学学术会议论文集[C];2001年
8 黄益旺;杨士莪;朴胜春;;远距离声源被动定位新方法研究[A];2004年全国水声学学术会议论文集[C];2004年
9 全海英;张旭;邓军民;于红玉;徐瑾;孙涌;何宝新;水玉海;王宁宇;;声源定位测听系统的设计[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(上册)[C];2007年
10 汪增福;刘克辉;王东;韩文善;;基于声压幅度比的声源定位[A];2001年中国智能自动化会议论文集(下册)[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 聂廷晋、特约记者赵荣涛;10余项成果获国家和省部级立项资助[N];人民武警;2010年
2 本报记者 钱怡 徐磊;“机器人运动”喜忧录[N];苏州日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 黄益旺;浅海远距离匹配场声源定位研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
2 郭小霞;水下结构辐射噪声源快速诊断识别研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
3 崔玮玮;基于麦克风阵列的声源定位与语音增强方法研究[D];清华大学;2009年
4 刘文红;脉冲噪声下时间延迟估计方法及应用的研究[D];大连理工大学;2007年
5 吕晓玲;基于听觉信息的机器人声源定位技术研究[D];河北工业大学;2010年
6 唐洪;广义正态信号处理理论及在通信中应用的研究[D];大连理工大学;2006年
7 张同华;基于声发射技术的PE/PE自增强复合材料损伤检测研究[D];东华大学;2008年
8 黎英云;微弱多径信号时延估计技术研究[D];华中科技大学;2009年
9 王庆生;微型生物听觉系统的定向机理及仿生声感应结构的设计和实验研究[D];上海交通大学;2010年
10 沈国清;基于声波理论的炉膛温度场在线监测技术研究[D];华北电力大学(北京);2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨超;声源二维定位估计算法研究[D];沈阳理工大学;2011年
2 刘磊;基于信号能量修正的声源定位算法研究[D];辽宁大学;2012年
3 田晓华;基于LabVIEW的机器人声源定位系统设计[D];湖南大学;2010年
4 冯知非;嵌入式超音速子弹声源定位技术研究[D];北京交通大学;2011年
5 张青;基于时延估计的声源定位算法的研究[D];北方工业大学;2012年
6 孙玉玲;高压水射流靶物反射声信号的声源分离及定位[D];安徽理工大学;2012年
7 张研;分布式光纤传感定位系统中时间延迟估计研究[D];大连理工大学;2011年
8 柯昆;声源定位技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
9 范嘉隽;基于无线传感器网络的声源定位系统的设计与实现[D];上海交通大学;2010年
10 曹虎林;基于麦克风阵列的声源定位系统硬件设计与算法研究[D];上海交通大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026