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沉底目标回波检测方法研究

朱广平  
【摘要】:本文研究沉底目标回波检测技术。由于混响是探测沉底目标的主要背景干扰,因此详细分析了混响干扰及其特性,并针对混响干扰的非平稳性、强有色的特性,提出了一种无需先验知识的在混响背景下检测沉底目标回波的次最佳检测方法——分段预白化拷贝相关检测方法。 采用GLR(Generalized Likelihood Ratio)统计距离,即广义似然比统计距离的方法,合理的对混响数据进行分段,分段后相邻两段混响数据可认为是局部平稳的。对每段混响数据建立AR模型,利用Levinson算法计算AR模型的参数,计算该段混响数据的功率谱,从而构造预白化FIR数字滤波器,对前一段的混响数据和发射信号白化处理,即先估计第k段功率谱,再根据第k段功率谱构造白化滤波器对k+1段和发射信号进行白化处理。白化处理后,将白化后的发射信号与白化后的混响数据段作互相关处理,若该段数据中存在目标回波,则可能出现相关峰。最后计算该段数据的平均功率,对该段数据做归一化处理。重复以上处理步骤,直到处理完最后一段混响数据结束。 依据实际实验系统要求,加入带通滤波、波束形成等预处理方法,在该沉底目标检测方法的基础上,利用软件手段形成了沉底目标回波检测系统。 为了验证该沉底目标回波检测方法,于2004年10月在松花湖采集实际的混响和目标回波数据。采用该检测方法对湖试实验数据后置处理,通过对波束形成后的结果和分段预白化拷贝相关检测处理的结果进行比较,以及该方法处理的结果与波束形成后直接拷贝相关处理结果的进行比较,有力的支持了分段预白化拷贝相关检测方法的有效性及其良好的性能。


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