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迭代寻优的稳健波束形成

哈尔滨工程大学学报 2014年第6期35卷 741-746页

作者：王燕吴文峰范展梁国龙哈尔滨工程大学水声技术重点实验室黑龙江哈尔滨150001

针对导向矢量失配程度较大时,常见稳健波束形成算法性能下降问题,提出了一种迭代搜索最优导向矢量的稳健波束形成算法。首先利用修正后的导向矢量构造使波束输出功率最大的目标函数,分别从干扰抑制和噪声抑制2个方面推导了新导向矢量应... 详细信息

针对导向矢量失配程度较大时,常见稳健波束形成算法性能下降问题,提出了一种迭代搜索最优导向矢量的稳健波束形成算法。首先利用修正后的导向矢量构造使波束输出功率最大的目标函数,分别从干扰抑制和噪声抑制2个方面推导了新导向矢量应满足的约束条件。给出了利用矩阵滤波思想构造约束条件的方法并分析其合理性。针对优化问题难以求解的问题,提出了一种迭代寻优的搜索方法,将每次迭代转化为求解一次二阶锥规划问题。仿真分析表明,相比于常见稳健波束形成算法,该算法有更高的抗导向矢量失配的稳健性,且需要的先验信息更容易获取。

关键词：稳健自适应波束形成矩阵滤波器迭代优化二阶锥规划导向矢量

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联合多传感器的水下多目标无源声学定位

声学学报 2024年第1期49卷 16-27页

作者：李想王燕齐滨郝宇梁国龙张涵哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨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 青岛海纳水下信息技术有限公司青岛266400

在多传感器无源声学定位问题中,不同传感器接收的来自同一目标的信号均对应于此目标位置,依据这一物理基础,提出了一种基于粒子滤波的无源声学定位方法,以有效融合多传感器数据,进而提高定位性能。该方法将粒子滤波中的似然函数定义为... 详细信息

在多传感器无源声学定位问题中,不同传感器接收的来自同一目标的信号均对应于此目标位置,依据这一物理基础,提出了一种基于粒子滤波的无源声学定位方法,以有效融合多传感器数据,进而提高定位性能。该方法将粒子滤波中的似然函数定义为粒子状态所对应不同传感器信号之间互相关输出的乘积。该似然函数的设计确保所提方法可以充分获取多传感器的处理增益。此外,所提方法摆脱了传统定位范式,因此可以规避传统定位范式必须面对的测量−跟踪关联问题。湖上试验表明,在强多途干扰的条件下,传统定位方法的平均定位误差为7.2 m,而所提方法的平均定位误差为1.2 m,具有更好的性能。

关键词：粒子滤波检测前跟踪无源声学定位互相关

一种适用于半互质阵的高精度波达方向估计方法

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电子与信息学报 2024年第8期46卷 3228-3237页

作者：梁国龙滕远鑫王晋晋付进哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

在半互质阵列(SCA)下,经典波达方向估计(DoA)算法在面对邻近相干信源时估计性能退化。为了解决该问题,该文提出一种适用于半互质阵列的高精度波达方向估计方法。首先,将半互质阵划分为3个均匀线阵并利用常规波束形成算法对子阵1、子阵2... 详细信息

在半互质阵列(SCA)下,经典波达方向估计(DoA)算法在面对邻近相干信源时估计性能退化。为了解决该问题,该文提出一种适用于半互质阵列的高精度波达方向估计方法。首先,将半互质阵划分为3个均匀线阵并利用常规波束形成算法对子阵1、子阵2和子阵3的阵列输出信号进行处理;然后,对子阵3的输出信号进行加权后与子阵1,2的输出信号加和构建和波束,利用子阵1与子阵2的输出信号做差构建差波束;最后,将上述和差波束做差得到最终输出信号,计算最终信号的功率得到方位谱。该方法基于半互质阵列特点构建和差波束,充分利用了3个子阵的重叠阵元实现估计精度的提高。通过仿真和湖上实测数据验证表明,该方法可以适用于半互质阵列实现波达方向估计,并且在面对邻近相干信源时其波达方向估计性能优于最小方差无失真估计算法(MVDR)和最小处理算法(MP)。

关键词：波达方向估计半互质阵列邻近相干信源波束形成

基于二元矢量阵MUSIC算法的相干源分辨研究

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高技术通讯 2012年第4期22卷 335-339页

作者：梁国龙张锴张光普刘凯李策哈尔滨工程大学水声技术国家重点实验室哈尔滨150001

研究了单矢量传感器多重信号分类（SV-MUSIC）算法对非相干源的分辨性能，推导了声源等功率情况下的信噪比分辨门限表达式。针对相干源的分辨问题，提出了一种基于空间平滑的二元矢量阵多重信号分类（DV-MUSIC）算法。仿真实验表明，SV... 详细信息

研究了单矢量传感器多重信号分类（SV-MUSIC）算法对非相干源的分辨性能，推导了声源等功率情况下的信噪比分辨门限表达式。针对相干源的分辨问题，提出了一种基于空间平滑的二元矢量阵多重信号分类（DV-MUSIC）算法。仿真实验表明，SV—MU-SIC算法对非相干源的分辨能力随着信噪比的增加而提高，在相应的判定准则下其结果与理论值基本吻合，而基于二元矢量传感器的DV—MUSIC算法能够实现相干源的分辨，其分辨性能曲线一定程度上类似于SV—MUSIC算法对非相干源的分辨性能曲线。

关键词：二元矢量阵多重信号分类(MUSIC) 相干源空间平滑

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基于双递归自适应滤波的高精度频率估计算法

哈尔滨工程大学学报 2013年第2期34卷 202-206页

作者：梁国龙张瑶付进张光普哈尔滨工程大学水声技术国家级重点实验室黑龙江哈尔滨150001

针对线谱信号的检测与频率估计问题,在分析自适应瞬时频率估计算法的基础上,提出一种具有双递归特性的信号频率提取算法:将自适应滤波器组成递归环路,通过比较不同的自适应滤波器输出信号的瞬时频率序列方差来进行滤波器中心频率以及带... 详细信息

针对线谱信号的检测与频率估计问题,在分析自适应瞬时频率估计算法的基础上,提出一种具有双递归特性的信号频率提取算法:将自适应滤波器组成递归环路,通过比较不同的自适应滤波器输出信号的瞬时频率序列方差来进行滤波器中心频率以及带宽的更新,从而获得最优的滤波输出.仿真分析表明,与传统方法相比,此方法具有更好的噪声抑制能力以及频率跟踪能力,还可以获得可控的频率估计精度.

关键词：线谱信号自适应滤波瞬时频率估计频率估计算法双递归滤波

Study on forming directivity with constant beam widthin low frequency based on small sensor

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Chinese Journal of Acoustics 2001年第1期20卷 25-29页

作者： HUI Junying,LIU Hong,YU Huabing,liang guolong (Underwater Acoustic Enyineering Dept. Harbin Engineering University Harbin 150001) Underwater Acoustic Engineering Dept. Harbin Engineering University Harbin 150001

Based on a combined sensor with the size of 10 cm, a narrow beam with a constant receiving beam width of 20 degree has been formed in low frequency from several Hz to thousands of Hz by using simple adaptive algorithm. The results of theoretical simulation, laboratory experiment and lake experiment with one-dimension and two-dimension combined sensors have been given.

关键词： underwater narrow sized sonar detecting dipole distinguish favorable rotating circles

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浅谈新时代环境空气质量监测站点的设点选址

广东化工 2018年第10期45卷 160-160,177页

作者：梁国龙广州市环境监测中心站广东广州510030

随着社会经济的高速发展,我国已跃进了新时代,空气质量成为人们普遍关注的生态环境问题之一。加强对环境空气质量监测,建立一个完整的、涵盖各类功能的环境空气质量监测网络,是现时环境监测的重要工作。本文初步分析了我国目前环境空气... 详细信息

随着社会经济的高速发展,我国已跃进了新时代,空气质量成为人们普遍关注的生态环境问题之一。加强对环境空气质量监测,建立一个完整的、涵盖各类功能的环境空气质量监测网络,是现时环境监测的重要工作。本文初步分析了我国目前环境空气质量监测站点的设点选址情况,对比国外空气质量监测站点的设置情况,结合现阶段环境空气质量监测所面对的问题,提出了如何优化设点选址的若干见解,以便未来更好地做好环境空气质量监测站点的设点选址工作。

关键词：环境空气质量监测空气质量监测网监测站点站点选址

基于稀疏重构的色噪声背景下未知线谱信号估计

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电子与信息学报 2018年第11期40卷 2570-2577页

作者：王逸林马世龙王晋晋梁国龙李晴哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

针对色噪声背景下的未知线谱信号估计问题,该文提出一种基于分子频带处理的稀疏重构类线谱估计方法。首先,利用多速率余弦调制滤波器组对观测信号进行子带分解,得到功率谱相对平坦的子带信号。之后,在每个子带信号上,利用基于迭代最小... 详细信息

针对色噪声背景下的未知线谱信号估计问题,该文提出一种基于分子频带处理的稀疏重构类线谱估计方法。首先,利用多速率余弦调制滤波器组对观测信号进行子带分解,得到功率谱相对平坦的子带信号。之后,在每个子带信号上,利用基于迭代最小化的稀疏学习方法进行线谱估计,并将各子带上的线谱估计结果进行频域综合滤波以及门限判决等处理。最终得到色噪声背景下的线谱估计结果。理论推导及仿真实验表明所提方法在色噪声背景下具有较好的线谱估计性能。其能够有效地去除色噪声背景,同时保留稀疏重构类线谱估计方法所具有的高频率分辨力等优点。

关键词：线谱估计色噪声背景稀疏重构子带分解

针对周期偏移声信标的二阶高精度水声定位模型

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声学学报 2023年第1期48卷 41-49页

作者：孙思博明瑞和杨卓梁国龙付进哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 工业与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 中国舰船研究设计中心武汉430064

针对传统长基线水声定位模型在以飞机黑匣子等周期偏移声信标为目标时定位精度显著下降的问题,提出了一种不依赖于信号周期信息的新型长基线定位模型。该模型将传统时延差定位模型拓展至二阶,通过求取到达时间的二阶导数,消去未知声信... 详细信息

针对传统长基线水声定位模型在以飞机黑匣子等周期偏移声信标为目标时定位精度显著下降的问题,提出了一种不依赖于信号周期信息的新型长基线定位模型。该模型将传统时延差定位模型拓展至二阶,通过求取到达时间的二阶导数,消去未知声信标周期。为避免由阶数提高引起的解算非收敛问题,引入了改进牛顿迭代算法,有效提高了新模型的收敛概率。所提出新模型的仿真试验及湖上试验的定位误差分别为3.14 m和1.19 m,试验结果表明,该模型实现了周期偏移声信标的高精度定位解算。

关键词：水声定位牛顿迭代算法信号周期收敛问题二阶导数黑匣子时延差定位误差