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矢量水听器目标测向及误差校正

张晓龙  
【摘要】:空间信源的波达方向(DOA)估计目前已成为水声学中的一个重要研究领域,传统声压传感器不具有指向性,因此不能对空间信源进行定位的问题,相比之下,矢量水听器有着明显的优势,单矢量水听器不仅可以获得声场中声压的信息,而且可以得到振速信息,因此具备信源的定位能力。 本文以单矢量水听器及其阵列作为研究对象,介绍了矢量水听器的测向算法及误差校正方法,主要内容如下: 首先简单介绍单矢量水听器工作原理,介绍基于单矢量水听器经典MUSIC算法,并提出改进算法,提高了单矢量水听器相近信源的分辨能力。 其次介绍矢量水听器阵列工作原理,介绍基于矢量水听器阵列的双边相关技术的宽带DOA估计算法,引入四元数理论,提出基于四元数的宽带DOA估计,降低了计算复杂度和数据存储空间,提高了测向的精度。 然后分析单矢量水听器各传感器增益以及姿态不正对测向带来的影响,并提出相应的校正方法。 最后分析矢量水听器阵列位置误差对测向的影响,提出了基于矩阵重构和粒子群算法的阵元位置误差校正方法。


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