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《西北工业大学》 2004年
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低空目标声测无源定向理论与算法研究

陈华伟  
【摘要】:由于武装直升机等低空目标位于雷达探测的盲区活动,近年来采用声学探测方法受到了重视。低空目标无源定向是低空目标无源声探测系统研究中的一项关键技术。本文根据低空目标无源声定向的研究现状、存在的主要问题,对目前该领域的研究方法进行改进和完善的同时,在低空目标声测无源定向的新理论和新算法方面进行了深入研究。主要研究内容与成果如下: 1.研究了目标声源和声场特性。分析了低空目标声源的产生机理、目标辐射噪声在大气中的传播特性以及影响其传播的几个主要因素。对实测的直升机辐射噪声数据进行了分析,获得了目标辐射噪声谱特性。 2.研究了基于时延估计的低空目标声测无源定位理论与算法。针对广泛采用的平面四元十字阵定位方法存在的固有缺点,提出了基于五元十字阵的低空目标声测无源定位算法。推导了五元十字阵目标定位方程,分析了影响五元十字阵目标定位精度的主要因素,研究了时延估计误差、有效声速误差以及阵尺寸测量误差等对目标定位精度的影响,并分别进行了理论分析和数值计算。 3.结合低空目标无源声定向问题,主要研究了基于频域自适应滤波的时延估计算法和基于双谱的时延估计算法。(1) 分析了频域自适应时延估计算法的性能,推导了算法收敛的条件,揭示了算法达到稳态解时的本质。(2) 提出了基于维纳加权的频域自适应时延估计算法,对算法的性能进行了理论分析。为改善低信噪比时的时延估计性能,提出了一种改进算法性能的方法。采用实测的直升机辐射噪声数据进行了仿真,分别在静态时延和动态时延情况下验证了算法的有效性。(3) 研究了基于双谱的时延估计算法,提出了基于双谱切片的最小二乘时延估计算法。实测直升机辐射噪声数据的仿真表明,对于不相关和相关高斯噪声背景,该方法的性能均优于基于双谱的时延估计算法,并且计算复杂度也小于基于双谱的时延估计算法。 4.首次深入研究了基于压差式矢量传感器的低空目标声测无源定向理论与算法,为小尺寸基阵和低频条件下实现对低空目标的精确定向提供了一种新的技术途径。(1) 提出了基于二维压差式矢量传感器的低空目标声测无源定向算法。给出了算法的工程实现途径,从理论上分析了声场计算误差、通道幅度和相位不一致性等因素对算法性能的影响。采用实测的直升机辐射噪声数据对算
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:V248.1

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 周达华;宗思光;蒋冰莉;;光纤MEMS低频声传感特性研究[J];光电技术应用;2012年06期
2 程学峰;杨宝民;冀邦杰;严冰;徐晓燕;;水下声成像仿真分析及图像处理[J];舰船科学技术;2008年01期
3 石敏;王海陆;;三维压差式矢量水听器定向性能分析[J];舰船科学技术;2008年04期
4 王伟;倪明;许将明;候静;;室内五元十字阵被动声定位[J];声学技术;2011年01期
5 王海陆;冀邦杰;钱建平;杨宝民;;鱼雷自导Tiger SHARC DSP系统的设计[J];鱼雷技术;2006年04期
6 封皓;靳世久;曾周末;安阳;张溪默;;基于三阶累积量及自适应滤波时延估计的管道定位方法[J];振动与冲击;2011年09期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 王伟;倪明;杨鹏飞;陈羽;;浅海五元十字阵被动声定位误差分析[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
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2 程彬彬;基于二维压差式矢量水听器的方位估计研究[D];西北工业大学;2007年
3 肖延国;智能传感器侦察网络中的目标跟踪算法研究[D];中国科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜巍;无源声传感器网目标概率定位算法[D];杭州电子科技大学;2009年
2 林茂;无源声探测网批处理目标跟踪算法[D];杭州电子科技大学;2010年
3 申屠晗;无源声探测目标跟踪与分类递推方法研究[D];杭州电子科技大学;2010年
4 王伟;基于时延估计的被动声定位研究[D];国防科学技术大学;2010年
5 陈占龙;移动机器人声源定向方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 陈绍钦;三维炸点的声定位技术研究[D];西安工业大学;2012年
7 张伟;基于传声器阵列的被动声定位研究[D];南京理工大学;2006年
8 孙延岭;反直升机雷系统研究及其集成[D];南京理工大学;2006年
9 陈杨;水下运动目标航迹测试方法的研究[D];西北工业大学;2007年
10 季瑞;被动声探测系统及应用研究[D];西北工业大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杨益新;声呐波束形成与波束域高分辨方位估计技术研究[D];西北工业大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 林雪原;骆卉子;范文强;;一种TDOA/AOA联合定位的算法[J];兵工自动化;2010年06期
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6 王宏凯;房立清;熊超;;立体五元十字阵定位算法与精度分析[J];兵工自动化;2011年08期
7 贾云得,冷树林,刘万春,裴洪安;四元被动声敏感阵列定位模型分析和仿真[J];兵工学报;2001年02期
8 祝龙石;一种基于圆阵测量的扩展卡尔曼滤波算法[J];兵工学报;2001年04期
9 陈华伟,赵俊渭,蔡宗义,许学忠;一种改进的直升机声测被动定向算法[J];兵工学报;2001年04期
10 刘勋,相敬林,张文军,2余松熠;自适应舰船被动跟踪与尺度估计的实验研究[J];兵工学报;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 廖永汉;郭云飞;彭冬亮;;无源声探测目标跟踪算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 李海涛;王易川;李晖;;某圆柱阵声纳接收信号低频线谱实验分析[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
3 王杰令;易克初;田斌;刘祖军;;一种鲁棒的自适应调零天线接收算法[A];第二届中国卫星导航学术年会电子文集[C];2011年
4 王三平;熊峻江;尚大晶;曾本银;干伟民;夏千友;李先哲;;直升机抗噪声疲劳设计中的噪声测量[A];疲劳与断裂2000——第十届全国疲劳与断裂学术会议论文集[C];2000年
5 龙源;晏俊伟;徐全军;高振儒;娄建武;周春华;;爆破振动信号小波分析和分形机理研究[A];中国工程爆破协会四届二次常务理事会、中国力学学会工程爆破专业委员会学术会议论文集[C];2007年
6 蒋泽;杜惠平;阮颖铮;;一种新型多波束自适应天线研究进展[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
7 邱天爽;王宏禹;;α稳定分布噪声下的韧性自适应时间延迟估计[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
8 吴世龙;罗景青;刘有军;;一种用于二维MUSIC算法的谱峰识别方法研究[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
9 张鹏;鲍长春;;基于SVD的低复杂度语音特征波形分解方法[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
10 王强;钟丹星;郭福成;邓新蒲;周一宇;;仅用长基线干涉仪测量相位差变化率的运动单站无源定位方法[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009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 乔梁;信源定位的可观测性及跟踪技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 陈阳;水声阵列信号处理理论及实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 吕文磊;压差式光纤矢量水听器基元与测试技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 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
6 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
7 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 梅继丹;水声声图测量技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 吕云飞;甚低频矢量水听器潜标探测系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 张海刚;浅海甚低频声传播建模与规律研究[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 覃霖;基于FPGA的自适应FIR滤波器的实现[D];中国工程物理研究院;2009年
2 张海社;智能天线算法的研究[D];山东科技大学;2010年
3 焉杰;多传感器时滞系统信息融合及其仿真[D];山东科技大学;2010年
4 王春华;基于盲源分离的肺音信号提取研究[D];山东科技大学;2010年
5 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
6 李婷;浅海表面噪声矢量场时空相关特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 魏挺;相干信号二维DOA估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 孙成朋;DS-SS信号源定位技术研究及仿真[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 何旭东;水声材料反射系数自由场宽带测试技术[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 张俊;预处理器性能对信号检测的影响分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘军;赵海英;;基于误差预处理技术的纯方位目标跟踪方法[J];兵工自动化;2006年01期
2 蒋维特;杨露菁;杨亚桥;;测向交叉定位中消除虚假点的二次聚类算法[J];兵工自动化;2007年11期
3 章新华;水下目标自动识别的核心技术[J];兵工学报;1998年03期
4 王昭,相明,李宏,赵俊渭;一种基于瞬时频率估计的被动声学测距方法[J];兵工学报;2000年02期
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6 单甘霖;梅卫;王春平;;联合目标跟踪与分类技术的进展及存在问题[J];兵工学报;2007年06期
7 李承智,曲天书,吴玺宏;一种改进的AEDA声源定位及跟踪算法[J];北京大学学报(自然科学版);2005年05期
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9 贾云得,冷树林,刘万春,朱玉文,裴洪安;一种简易被动声直升机定位系统[J];北京理工大学学报;2000年03期
10 李杰,李喆,陈文聪;机动目标被动声定位仿真研究[J];北京理工大学学报;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 杨德森;战国辰;刘星;;低噪声水下目标辐射噪声测量的新方法研究[A];中国声学学会2001年青年学术会议[CYCA'01]论文集[C];2001年
2 生雪莉;郭龙祥;梁国龙;;球形软障板矢量传感器指向性研究[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张正明;辐射源无源定位研究[D];西安电子科技大学;2000年
2 杨益新;声呐波束形成与波束域高分辨方位估计技术研究[D];西北工业大学;2002年
3 张小凤;双/多基地声呐定位及目标特性研究[D];西北工业大学;2003年
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5 陈新华;矢量阵信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
6 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
7 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
8 赵羽;矢量阵阵处理研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
9 王新勇;互谱法被动测距改进研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
10 陈丽洁;微型矢量水听器研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙洪胜;基于方位角测量的无源定位算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 林茂;无源声探测网批处理目标跟踪算法[D];杭州电子科技大学;2010年
3 朱桂峰;基于nRF24L01的无线传感局域网络的研究与设计[D];河北大学;2011年
4 曹国强;声定位系统及其数字信号处理技术的研究[D];南京理工大学;2002年
5 周浩洋;基于麦克风阵列的声源定位方法研究[D];大连理工大学;2002年
6 程宏;鱼雷弹道跟踪系统时延估计方法研究[D];西北工业大学;2002年
7 孟洪;矢量水听器及联合信号处理研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
8 陆晓燕;基于麦克风阵列实现声源定位[D];大连理工大学;2003年
9 王斌;水下声源被动定向技术研究[D];西北工业大学;2003年
10 陈韶华;关于水中声源的信号检测与定向研究[D];西北工业大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓新文;孙大军;汤继伟;;基于多处理器的水下潜器定位系统设计[J];传感器与微系统;2010年05期
2 马朝军;狄长安;孔德仁;刘新爱;刘晓青;;基于地震波的弹丸落点定位模型[J];四川兵工学报;2012年07期
3 孙俊伟;张亚;;低空超声速巡航导弹声探测研究[J];弹箭与制导学报;2008年04期
4 张建利;郭卫星;;三传感器约束多尺度相关管道漏点定位方法[J];哈尔滨工业大学学报;2012年06期
5 夏娜;唐树青;赵娟;;WSNs中节点协同声源定位协议研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2011年10期
6 王春瑞;岳林;;轴流压气机失速特征识别[J];航空动力学报;2011年08期
7 关凌纲;张国军;薛晨阳;蓝伟军;;三维同振柱型矢量水听器的制作[J];舰船科学技术;2009年09期
8 雷鸣;陈绍钦;雷志勇;;近地炸点声定位算法研究[J];计算机测量与控制;2012年03期
9 陈晓昭;陈建峰;王绪虎;张群飞;;矢量水听器工程局限性剖析[J];声学技术;2012年05期
10 吴新捷;郗晓田;游林儒;;声探测技术在反狙击系统中的应用[J];现代电子技术;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 陈晓昭;陈建峰;王绪虎;张群飞;;矢量水听器工程局限性剖析[A];中国造船工程学会电子技术学术委员会——2012年水下复杂战场环境目标识别与对抗及仿真技术学术交流论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈阳;水声阵列信号处理理论及实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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3 吕云飞;甚低频矢量水听器潜标探测系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 张海刚;浅海甚低频声传播建模与规律研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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6 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
7 师俊杰;基于潜标的甚低频矢量声场建模与试验研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
8 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
9 苏洁;光照变化下的视觉跟踪算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010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 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
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6 郭冲冲;边界条件下矢量噪声场的时空相关特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 张巍;有障板时矢量声场特性与矢量信号处理技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 朱敏;分布式声源定位系统时统子系统设计[D];西安工业大学;2011年
9 张志勇;基于嵌入式Linux的分布式声音定位系统的研究[D];北京邮电大学;2011年
10 赵娟;WSNs中节点协同声源定位协议研究[D];合肥工业大学;2011年
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8 于瀚;被动测距误差分析[J];声学与电子工程;1986年03期
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【相似文献】
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1 陈华伟;低空目标声测无源定向理论与算法研究[D];西北工业大学;2004年
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3 王大宇;矢量传感器在水声通信中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 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
5 徐庆;信号设计及高分辨雷达目标信息提取技术研究[D];电子科技大学;2002年
6 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
7 赵羽;矢量阵阵处理研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
8 张群飞;水下多目标定位关键技术研究[D];西安电子科技大学;2003年
9 王新勇;互谱法被动测距改进研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
10 陈博韬;低空目标与环境复合电磁散射特性研究[D];西安电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张冠武;低空目标声定向方法研究[D];西北工业大学;2006年
2 吉宏宇;基于高阶谱的时延估计方法研究[D];吉林大学;2004年
3 陈铁锋;移动通信网络中TOA/TDOA终端定位方法研究[D];吉林大学;2005年
4 滕鹏晓;近地大气中多声源的声探测定位技术研究[D];南京理工大学;2004年
5 孙正阳;基于时延补偿算法的网络控制系统研究[D];大连交通大学;2010年
6 王燕妮;被动声探测定位技术研究[D];中北大学;2006年
7 唐娟;不同环境下的时延估计算法及其仿真研究[D];南京信息工程大学;2007年
8 李幸远;麦克风阵列语音增强系统设计与实现[D];西安电子科技大学;2008年
9 熊辉;声源定位系统中的信息采集及预处理技术研究[D];西安工业大学;2011年
10 梁丽丽;麦克风阵列语音增强方法的研究[D];大连理工大学;2005年
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