测向误差特征辅助两步式网络的水声纯方位定位方法

作     者：孙大军 傅笑盈 滕婷婷 SUN Dajun;FU Xiaoying;TENG Tingting

作者机构：哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2023年第48卷第2期

页      面：291-302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] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61871145)资助。 

主　　题：纯方位定位 全连接层神经网络 最小二乘算法 最大似然算法 均方根误差 

摘      要：围绕水声分布式纯方位定位问题,针对传统方法的远距离定位精度低、定位结果易受初值影响等缺点,提出了一种测向误差特征辅助两步式全连接层神经网络(DFE-TS-FCNN)的纯方位定位方法。使用神经网络进行定位,提高远距离定位精度并消除初值影响,输入特征是目标方位角测量值和测向误差标准差估计值。使用两步式网络结构抑制网络过拟合,分类网络确定目标区域后,再用对应的定位网络估计目标位置。蒙特卡洛仿真实验中,所提方法在近距离达到了与迭代加权最小二乘算法和迭代总体最小二乘算法相近的定位精度,在远距离定位精度大幅提高、约束均方根误差(RMSE)小于2.5 km的条件下,最远可定向距离相比传统方法从12.6 km提升至22.7 km。在实际数据中,该方法也获得了较好的定位结果。