单矢量水听器稀疏近似最小方差方位估计算法

作     者：王超 笪良龙 韩梅 孙芹东 王文龙 WANG Chao;DA Lianglong;HAN Mei;SUN Qindong;WANG Wenlong

作者机构：海军潜艇学院青岛266199 青岛海洋科学与技术试点国家实验室青岛266237 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2021年第46卷第6期

页      面：1050-1058页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082403[工学-水声工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0714[理学-统计学（可授理学、经济学学位）] 0701[理学-数学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2019YFC0311700) 青岛海洋科学与技术试点国家实验室问海计划项目(2017WHZZB0601)资助。 

主　　题：最小方差 单矢量水听器 空间离散化 常规波束形成 均方根误差 方位估计 稀疏性 空间信号 

摘      要：针对单矢量水听器海上目标探测问题,利用稀疏近似最小方差(Sparse Asymptotic Minimum Variance,SAMV)算法进行目标方位估计,该算法利用单矢量水听器自身具有阵列流形的特点,将整个扫描空间离散化,目标方位分布于某一离散方向位置上,利用空间信号的稀疏性可提高目标方位估计性能。仿真结果表明,SAMV算法在各信噪比条件下方位估计噪声背景级明显优于常规波束形成(Conventional Beam Forming,CBF)算法和最小方差无失真响应(Minimum Variance Distortionless Response,MVDR)算法,当信噪比大于0dB时,该算法测向结果均方根误差小于2°,且SAMV算法具有更好的空间方位分辨能力。消声水池和海上声学浮标海上试验数据处理结果表明,SAMV算法给出了噪声背景级更低的目标方位历程图,有效验证了SAMV算法对海上目标的探测性能及其有效性。