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匹配场处理性能仿真研究

黄丽琴  
【摘要】: 随着匹配场处理技术在声源被动定位方面的广泛使用,出现了一系列匹配场声源定位算法,各种算法都有其不同的特点和适用要求,本文对几种典型的匹配场处理算法的处理性能进行了分析比较,采用VC++以及FORTRAN这两种语言进行混合编程,构建出用于匹配场声源被动定位的仿真软件。 首先,本文介绍了匹配场处理的基本理论,主要包括拷贝场的计算、代价函数的选取以及寻优算法的基本原理,拷贝场的计算采用的是简正波模型,代价函数则选用了四种比较典型的匹配场处理器,包括最小方差处理器(MV)、多约束处理器(MC)、可变系数为2的似然处理器(VCLM2)和可变系数为3的似然处理器(VCLM3)。 其次,本文考虑深海和浅海两种不同的海洋环境,基于水平阵、垂直阵、水平垂直组合阵这三种基阵类型,对四种典型的匹配场处理算法的定位性能进行了仿真分析,总结了各种算法的优缺点,然后将各种算法集成于软件的算法库中,便于日后调用。 再次,针对匹配场处理算法计算速度慢,效率低的缺点,本文引入了遗传算法作为定位的优化算法,使计算过程快速收敛到最优值,在保证一定的定位精度的前提下,提高计算的效率。 最后,利用VC++编写软件界面,将已经编写好的FORTRAN仿真程序集成到软件之中,生成了匹配场声源定位的仿真软件,利用此软件不仅可以对不同参数(包括海洋环境参数、基阵参数等)下的匹配场处理算法进行性能仿真分析,还可以实现匹配场的声源定位,输出声源定位的距离和深度信息。


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