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多基阵声定位算法研究

高峰  
【摘要】:目标定位广泛应用于军事、工业和民用等领域。世界各国对定位方式积极研究,使定位技术不断地发展。主动定位技术通过发射装置发出信号,根据接收装置接收到的回波的性质确定目标位置。被动定位技术使用接收装置接收目标本身发出的信号进行定位。声源定位技术是被动定位技术的一个分支。本文总结前人的经验,针对空中目标探测准确性低的情况,对时延估计方法进行了研究。使用声传感器阵列实现空中声源定位,搭建声源定位系统,通过实际测试分析其性能。本文的主要内容包括:1.使用小波去噪的方法对传感器获得的信号进行预处理,提高信噪比,降低空气中高斯白噪声对时延估计的影响。通过滤波去除部分干扰信号。2.采用HB加权的广义互相关法进行时延估计,去除信号中对时延估计无关的信息,增大声源信号成分,使低信噪比情况下,各个传感器接收的信号的互相关函数峰值更明显,提高了时延估计的准确性。3.研究了五元立体阵的定位模型,对这种定位方式进行了误差仿真。针对立体五元阵定位距离短,定位精度受声源方位和阵列形状影响等问题,提出一种基于远场模型的多基阵被动声学定位算法。4.选取合适的硬件搭建系统,通过实验将各个声传感器对相同信号的响应幅度和频率调节一致。测试采集卡不同通道的同步性,保证各通道对信号的同步采集。通过对平面上不同角度的声源进行测量,验证了系统的测量精度不受声源角度的影响。最后对三维空间上的声源进行定位实验,结果表明,系统的定位误差较小,定位精度高,证明了本系统的可行性。


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