快速远近场多目标定位技术研究

作     者：何梦楠 

作者单位：哈尔滨工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：梁国龙

授予年度：2019年

学科分类：0711[理学-系统科学] 07[理学] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 

主      题：远近场混合源 阵列信号处理 信源定位 统计量 差分 

摘      要：被动源定位是阵列信号处理领域的重要研究课题,该课题在声纳、雷达等民用和军用领域具有极其广泛的应用。在一些实际的应用过程中,如麦克风阵列、大孔径岸基声纳等,远场源与近场源往往同时存在。在此情况下,若直接采用远场源的定位方法,则无法对近场源目标定位;若直接采用近场源定位方法,则会出现计算复杂度高、目标参数估计有偏差等问题。本文针对如何快速进行远近场多目标混合源定位展开了研究,主要研究内容概括如下:首先,构建信源定位模型,其中包括远场源定位模型、近场源定位模型以及远近场混合源定位模型,对比分析了经典的远场定位算法和近场定位算法,并分析了混合源定位存在的问题。其次,针对远近场混合源定位模型,研究了基于统计量的定位算法,其中包括基于四阶累积量的2-DMUSIC、二阶斜投影以及四阶与二阶统计量混合这三种算法,对其基本原理、实现过程进行分析和阐述,仿真进行对比验证。同时为了降低计算复杂度采用多项式求根代替谱峰搜索。最后,研究了基于矩阵差分的远近场多目标定位,包括子空间差分、协方差差分以及混合阶子空间差分的改进这三种算法。以均方根误差为评价标准,从算法计算复杂度、阵元个数、信噪比、快拍数以及角度分辨力进行仿真对比并最后进行试验数据验证。通过本文的研究,可以达到快速准确地,在低信噪比、低阵元个数的条件下对远近场多目标混合源进行定位。