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为实现水声传播损失高效准确计算,以满足工程应用要求,基于南海某深水海域水声调查数据研究改进拖曳声源深海传播损失算法。首先,对信号时间序列分析发现:深海多途传播结构显著,可分为直达波、第一二次海底反射波,信号幅度逐渐减小,海面反射波与直达波重叠;目标信号中心频率产生多普勒频移,与声源拖曳速度对应较好;"单频"正弦信号并非单一频点上的声信号,为一窄带功率谱,谱峰对应信号中心频率。进而,从信号识别及多途效应处理两方面对算法进行改进:基于功率谱频带分布,设计Butterworth滤波器带通截止频率,从频域上滤除噪声信号;依据环境噪声电压幅值,制定其判定标准,从时域剔除与目标信号同频带噪声信号。算法改进后可较好适应低信噪比环境下多途拖曳声源信号能量计算,快速高精度得到传损失数据。 相似文献
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《中国海洋大学学报(自然科学版)》2017,(2)
传统阵列信号的DOA估计可以同时对空间不同方向上的多个信号源实现方向估计,为了提高估计精度,可以进行时频变换,但小波及希尔伯特黄变换等,都存在交叉项问题,而S变换可以避免交叉项的影响。由于S变换中高斯窗宽度为频率的倒数,为提高信号的时频分辨率,本文在高斯窗中加入调节因子,可以灵活调节高斯窗函数随频率尺度的变化趋势。本文将改进S变换与阵列信号DOA估计结合,通过计算机仿真给出了该方法与传统方法的性能对比,并与高频地波雷达的实测数据结合,验证了此方法的有效性与可行性。 相似文献
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常规波束形成技术以其稳健性好、计算量低等特点得到广泛应用,但其空间分辨率受阵元个数限制,不能突破瑞利限。因此,常规波束形成技术应用于高精度浅水多波束测深仪时,存在空间分辨率不足和旁瓣干扰等问题。对比研究了最小方差无失真(MVDR)及多重信号分类(MUSIC)波束形成在浅水多波束测深仪中的应用,给出了浅水多波束测深仪的常规波束形成、MVDR和MUSIC处理方法,并结合能量法和相位法两种底检测测深算法,处理了iBeam8120浅水多波束测深仪外场数据,验证了本文方法的性能。 相似文献
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二维前视声纳是一种基于二维阵列的采用空间谱估计技术探测前方目标和海底地形的声学设备。传统的基于特征根的波达方向估计方法需要阵列协方差矩阵以及一个精确阵列几何形状、幅度、相位等信息。但是由于声纳阵制造工艺的原因,实际的声纳阵各阵元具有一定的幅度不一致性和相位不一致性,影响了波达方向估计的性能。文中提出了一种利用阵列协方差矩阵的特性和自校正方法来对二维阵列的幅相误差进行联合计算的方法,它可以估计出每个阵元的幅相误差随入射角变化的曲线,改善波达方向估计的性能。 相似文献
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基于星载波谱仪海浪方向谱探测原理,仿真了不同海况、风速下的海浪波谱仪接收信号,并采用周期图法、Welch法、AR模型法以及最小方差法共4种不同的调制谱估计方法反演出海浪谱,比较各种调制谱估计方法的海浪方向谱反演性能。仿真结果表明:对于一定方位向下的一维海浪谱反演,不同调制谱估计方法反演海浪谱性能优劣没有绝对的顺序。对于二维海浪谱反演,在成长中海浪条件下周期图法反演性能最差,其他3种方法的反演性能没有绝对优劣顺序;对于成熟风浪,最小方差法在积分能量误差、有效波高误差两个指标上的反演性能最好,在主波波向、主波波长误差上,周期图法反演性能最差,其他3种方法没有绝对优劣顺序。在涌浪条件下,AR模型法反演性能优于其他3种方法。在不同海况下,随着波谱仪中心入射角的下降,反演性能会下降。基于这些仿真结果,本文推荐最小方差法作为充分成长海浪的海浪方向谱反演的调制谱估计方法,AR模型法作为涌浪海浪方向谱反演的调制谱估计方法。 相似文献
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基于DDS技术的噪声分析及抑噪实现 总被引：2，自引：0，他引：2
直接数字合成(DDS)是一种重要的频率合成技术,具有分辨率高、频率变换快等优点,在雷达、海洋ADCP及通信等领域有着广泛的应用前景。文中对DDS技术所含有的噪声进行了剖析,并得出结论,在量化字长一定的情况下,产生波形的频率误差与参考频率有很大的关系,参考频率越高,波形质量越好,并且当信号的当参考时钟频率与所发射波形频率之比小于10：1时,波形会产生明显的失真;针对DDs技术的噪声,结合具体的数字合成芯片AD9854,提出了一种设计Butterworth滤波器去噪的方法,该方法简单,易行,具有良好的通用性。 相似文献
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互相关法和互功率谱法时延估计的比较 总被引：1，自引：0，他引：1
本文对被动声纳的两种时延估计方法——互相关法与互功率谱法的性能进行了比较,由于船舶辐射噪声和海洋环境噪声的复杂性,本文把重点放在被动声纳海上实测信号的研究上,实验研究表明,互功率谱法比互相关法有较大的环境适应能力和较高的估计精度。 相似文献
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我国东部海区不同气候背景条件下背景误差协方差的性质对比分析 总被引：1，自引：0，他引：1
本文利用MM5V3．6模式分别得到我国东部海区3月和9月的模拟资料（分别代表了台风发生频率极小月和极大月）,来进行背景误差协方差的统计。利用NMC方法得到了背景误差协方差矩阵的回归系数、特征向量以及特征尺度,并对其进行了对比分析,结果表明：背景误差协方差与平均气候背景密切相关,且受模式分辨率大小的影响;回归系数受台风发生频率的气候背景影响明显,分别在模式区域北侧和南侧出现的负值中心代表两季的不稳定能量;垂直背景误差协方差的第一特征向量代表了其最主要特征,台风发生频率的最大影响表现在风场的预报;水平特征尺度随不同变量,不同模式分辨率和台风发生频率有较大不同,相对湿度和非平衡温度表现出较强的局地性。 相似文献
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本文基于谱理论,提出了使谱估计的相对均方误差为最小的确定滞后数m的理论依据;建立了最优估计中相对均方误差M、滞后数m和波面记录有效波周期之间的关系。并以实测波面记录,分别以Bartlett估计、矩形估计和Tukey估计作出的谱讨论了最优设计的使用效果。 相似文献
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一.前言 多年来,估算平稳随机过程的功率谱常用的方法是FTA(自相关函数的福氏变换)法和FFT(快速福氏变换)法.FTA法,是通过随机过程样本序列的自相关函数乘以某些窗函数,然后经过福氏变换及某种平滑而得到功率谱估计值.FFT法,是通过样本序列乘以某种数据窗,经过快速福氏变换和频率平滑而得到功率谱估计值.这两种谱分析法实际上对样本序列作了如下不切实际的假定:(1)过程是以样本长度为其周期之一的周 相似文献
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为了能够在低信噪比的条件下提高目标的检测概率,降低目标的漏警率和虚警率,提出了一种基于信号特征的舰船轴频电场实时检测方法。 根据舰船的螺旋桨转速与轴频的对应关系确定了特征频段, 将特征频段内经过线谱、连续谱分离及线谱识别后的功率谱估计的最大值作为特征量。 根据环境变化,设置具有自适应功能的动态阈值,对信号进行实时检测,确定疑似目标点。 然后通过模量判断,线谱倍频判断和线谱稳定性判断,最终确认目标是否存在。 对仿真信号和实测信号进行了特征提取和检测,在不同海况和较低信噪比下实现了目标检测。 相似文献
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AUV 等无人装备研制过程中如何选择合适的多波束测深系统以满足特定作业场景需求是工程技术人员关心的问题之一。从多波束测深声呐系统与 AUV 等无人系统的匹配角度出发，采用混响背景下的主动声呐方程建立了不同工作频率多波束作用距离计算评估方法，对 100 kHz~500 kHz 的多波束测深声呐作用距离进行了计算对比。在此基础上，采用线性调频、FFT 波束形成、脉冲压缩、样条插值扩充目标角度、Rife 算法优化角度估计技术，建立了多波束测深声呐的成像仿真方法，并通过直线地形、台阶地形对多波束测深声呐的成像特点和测深分辨率进行了分析。主要结论：1）建立了一种多波束作用距离评估的方法，可用于指导无人装备用多波束测深声呐频率参数的选型；2）建立的多波束测深声呐仿真办法可以帮助工程技术人员更直观地理解多波束测深声呐的成像特点；3）通过仿真分析了 CW 信号与线性调频信号下的距离分辨率，可用于指导波束测深作业时的高度、信号参数设置。 相似文献