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不完全量测下长基线系统的水下目标跟踪算法 被引量:7
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作者 石桂欣 鄢社锋 +2 位作者 郝程鹏 侯朝焕 刘宇 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期480-490,共11页
针对不完全量测情况下长基线系统对水下目标跟踪精度会下降的问题,提出了最小二乘-容积卡尔曼滤波(Least Squares-Cubature Kalman Filter,LS-CKF)算法。选取容积卡尔曼滤波(Cubature Kalman Filter,CKF)为基本跟踪算法并将其改进为两... 针对不完全量测情况下长基线系统对水下目标跟踪精度会下降的问题,提出了最小二乘-容积卡尔曼滤波(Least Squares-Cubature Kalman Filter,LS-CKF)算法。选取容积卡尔曼滤波(Cubature Kalman Filter,CKF)为基本跟踪算法并将其改进为两步滤波模式.增加的第1步滤波使用最小二乘估计优化时间更新阶段的容积点,提高了第2步滤波中量测更新的精度。进一步推导了量测信息为距离时新算法的简化形式,降低了运算复杂度,使其能更好地应用于水下跟踪系统.仿真实验和湖试数据的处理结果表明,在丢失量测数据较多且初始状态误差很大的恶劣情况下,LS-CKF收敛速度比标准CKF算法提升了1倍,且跟踪误差降低10%以上。 展开更多
关键词 目标跟踪算法 量测数据 水下目标 基线系统 不完全 卡尔曼滤波 KALMAN FILTER
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用于单载波频域均衡水声通信的可分近似稀疏信道估计 被引量:7
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作者 秦晔 鄢社锋 +1 位作者 徐立军 侯朝焕 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期526-537,共12页
针对单载波频域均衡水声通信中信道估计易受噪声干扰的问题,提出了一种低复杂度的信道估计方法。考虑水声信道的时域稀疏特性,导出频域输入、输出信号与信道冲激响应的关系式,并引入稀疏正则项,构造稀疏信道估计的目标函数。然后利用可... 针对单载波频域均衡水声通信中信道估计易受噪声干扰的问题,提出了一种低复杂度的信道估计方法。考虑水声信道的时域稀疏特性,导出频域输入、输出信号与信道冲激响应的关系式,并引入稀疏正则项,构造稀疏信道估计的目标函数。然后利用可分近似对目标函数进行迭代优化,再经过稀疏化与去偏处理,得到信道传递函数的最终估计。最后,利用数值仿真和海试数据对所提出方法的性能和运算效率进行评估。较之传统信道估计方法,所提出的方法在估计精度和计算复杂度方面具有一定的优势。 展开更多
关键词 单载波频域均衡 信道估计 水声通信 稀疏化 信道冲激响应 估计方法 目标函数 计算复杂度
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耦合浅海声信道目标回波建模与检测性能分析
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作者 许彦伟 薛勐 +2 位作者 谷浩翔 刘明刚 侯朝焕 《声学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期719-730,共12页
为提高浅海扩展目标回波检测性能,基于浅海声信道模型和多亮点模型,建立了耦合浅海声信道扩展目标回波模型,并基于副本相关积分(RCI)检测理论对浅海多亮点目标回波RCI检测进行了理论推导。采用带宽分别为50 Hz,100 Hz,500 Hz,1000 Hz的... 为提高浅海扩展目标回波检测性能,基于浅海声信道模型和多亮点模型,建立了耦合浅海声信道扩展目标回波模型,并基于副本相关积分(RCI)检测理论对浅海多亮点目标回波RCI检测进行了理论推导。采用带宽分别为50 Hz,100 Hz,500 Hz,1000 Hz的线性调频信号,仿真分析了不同浅海环境下的RCI检测性能。结果表明,海深、声呐深度、目标位置和波形带宽都会影响浅海目标回波扩展特性和RCI检测性能,合适的声呐深度和波形带宽有利于提高浅海扩展目标检测性能。 展开更多
关键词 扩展目标 浅海声信道 多亮点模型 副本相关积分检测
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一种适用于多输入多输出声呐的稳健空时自适应检测方法 被引量:3
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作者 陈世进 闫晟 +1 位作者 郝程鹏 侯朝焕 《声学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期777-788,共12页
针对多输入多输出声呐在水下探测场景中获得的空时快拍数量不足导致空时自适应检测性能下降的问题,提出一种适用于小空时快拍数情况下的稳健空时自适应检测(STAD)方法。首先将斜对称特性推广到多输入多输出(MIMO)声呐空时自适应检测中,... 针对多输入多输出声呐在水下探测场景中获得的空时快拍数量不足导致空时自适应检测性能下降的问题,提出一种适用于小空时快拍数情况下的稳健空时自适应检测(STAD)方法。首先将斜对称特性推广到多输入多输出(MIMO)声呐空时自适应检测中,并利用该特性将空时快拍数量扩展至原来的两倍;然后利用迭代自适应方法实现对空时协方差矩阵的重构;最后根据广义似然比检测(GLRT)准则推导出检验统计量。计算机仿真结果表明,所提方法可以在小空时快拍数情况下准确估计空时协方差矩阵,大幅减小空时自适应检测对空时快拍数量的需求,提高多输入多输出声呐在小空时快拍数情况下的检测稳健性。 展开更多
关键词 多输入多输出 协方差矩阵 广义似然比检测 计算机仿真 检验统计量 声呐 水下探测 自适应检测方法
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部分均匀环境下适用于空间对称线阵的修正广义似然比检测方法 被引量:3
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作者 闫林杰 郝程鹏 +2 位作者 殷超然 孙苇轩 侯朝焕 《雷达学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2021年第3期443-452,共10页
针对部分均匀高斯干扰环境下的点目标检测问题,该文基于广义似然比准则(GLRT)提出一种适用于空间对称线阵的修正GLRT检测方法。考虑到采样时存在的目标能量泄漏,在接收信号建模时采用目标能量泄漏采样模型弥补泄漏损失,并基于干扰协方... 针对部分均匀高斯干扰环境下的点目标检测问题,该文基于广义似然比准则(GLRT)提出一种适用于空间对称线阵的修正GLRT检测方法。考虑到采样时存在的目标能量泄漏,在接收信号建模时采用目标能量泄漏采样模型弥补泄漏损失,并基于干扰协方差矩阵的斜对称结构降低对辅助数据的需求,最终联合待检测数据和辅助数据实现未知参数的估计,得到兼具有良好目标检测和距离估计性能的斜对称修正GLRT检测方法。仿真结果表明,该方法不仅在部分均匀环境下具有恒虚警特性,而且在辅助数据数量受限时,相比其同类型的检测方法具有1 dB以上的检测性能优势。 展开更多
关键词 部分均匀环境 广义似然比检测准则 斜对称特性 目标能量泄漏 点目标检测 恒虚警
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一种适用于空间对称线阵的泄漏目标检测方法 被引量:2
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作者 闫林杰 王天琪 +1 位作者 郝程鹏 侯朝焕 《弹箭与制导学报》 北大核心 2021年第4期61-64,共4页
针对部分均匀高斯杂波背景下点目标的检测和距离估计问题,基于修正的两步广义似然比准则(两步GLRT)提出了一种适用于空间对称线阵的泄漏目标检测方法。该方法通过对目标能量泄漏采样模型和干扰协方差矩阵斜对称特性的联合使用,有效降低... 针对部分均匀高斯杂波背景下点目标的检测和距离估计问题,基于修正的两步广义似然比准则(两步GLRT)提出了一种适用于空间对称线阵的泄漏目标检测方法。该方法通过对目标能量泄漏采样模型和干扰协方差矩阵斜对称特性的联合使用,有效降低计算复杂度和辅助数据需求量。仿真结果表明,在辅助数据数量不足的情况下,该方法比同类型检测方法有更高的目标检测性能和目标距离估计精度。 展开更多
关键词 修正的两步GLRT准则 斜对称特性 目标能量泄漏 点目标检测 部分均匀环境
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非均匀混响统计建模与功率估计 被引量:1
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作者 何鑫彪 刘明刚 +2 位作者 许彦伟 郝程鹏 侯朝焕 《声学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期913-925,共13页
针对非均匀混响中进行恒虚警(CFAR)检测所需的背景功率估计问题,通过对非均匀混响进行统计建模分析,提出一种非均匀混响功率自适应估计方法。所提方法基于排序统计、功率分类等处理,对混响数据服从的统计模型进行判别,根据均匀混响、参... 针对非均匀混响中进行恒虚警(CFAR)检测所需的背景功率估计问题,通过对非均匀混响进行统计建模分析,提出一种非均匀混响功率自适应估计方法。所提方法基于排序统计、功率分类等处理,对混响数据服从的统计模型进行判别,根据均匀混响、参杂强干扰混响、混响边缘等具有不同特性的混响成分,选择不同的处理方式进行功率估计。进一步将所提出的混响功率估计方法应用于CFAR检测中,获得一种新的CFAR检测器。仿真和实测混响数据的处理结果表明,提出的混响功率估计方法可以对强干扰和混响边缘等非均匀混响背景进行有效判别和功率估计,提出的CFAR检测器有效提高了非均匀混响背景中的目标检测性能。 展开更多
关键词 功率估计 功率自适应 CFAR检测 统计建模 统计模型 混响 强干扰 处理方式
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使用重加权原子范数最小化的稀疏可重构直线阵列设计
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作者 黎子皓 吴敏 +1 位作者 郝程鹏 侯朝焕 《声学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1174-1188,共15页
为克服网格失配问题并提升阵列性能,提出了使用重加权原子范数最小化的稀疏可重构直线阵列设计方法,将稀疏可重构直线阵列设计问题表示为多测量矢量稀疏优化模型,并通过重加权原子范数最小化算法解算出阵元位置和阵元激励。区别于经典... 为克服网格失配问题并提升阵列性能,提出了使用重加权原子范数最小化的稀疏可重构直线阵列设计方法,将稀疏可重构直线阵列设计问题表示为多测量矢量稀疏优化模型,并通过重加权原子范数最小化算法解算出阵元位置和阵元激励。区别于经典压缩感知方法,该方法借助原子范数理论建立了阵元数量、阵元位置和阵元激励联合优化的无网格稀疏优化模型,从而可以克服网格失配问题,并提升阵列波束图的匹配精度。仿真实验表明,与压缩感知类方法相比,重加权原子范数最小化算法可以设计出波束匹配精度高一个数量级的稀疏可重构直线阵列。 展开更多
关键词 网格失配 稀疏可重构直线阵列 原子范数 无网格稀疏优化 匹配精度
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干扰背景非瑞利混响参数估计
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作者 许彦伟 何鑫彪 +2 位作者 刘明刚 郝程鹏 侯朝焕 《声学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期733-742,共10页
提出了一种基于模糊统计归一化处理(FSNP)的K分布混响形状参数自适应估计方法。该方法首先对混响进行归一化处理,然后对不同归一化处理强度的处理数据进行形状参数估计,最后,取适中归一化处理强度数据形状参数估计值作为最终估计值。仿... 提出了一种基于模糊统计归一化处理(FSNP)的K分布混响形状参数自适应估计方法。该方法首先对混响进行归一化处理,然后对不同归一化处理强度的处理数据进行形状参数估计,最后,取适中归一化处理强度数据形状参数估计值作为最终估计值。仿真结果表明,所提方法在参杂干扰背景和均匀背景下,都具有很好的参数估计性能。实测带宽4000 Hz声呐同区域混响参数估计结果显示,混响参杂强干扰时,所提方法形状参数估计值的最小值、最大值、标准差、极差分别为1.13,25.76,4.36,24.63,混响均匀时分别为2.54,20.78,3.84,18.24。相比于传统抑制干扰和均匀背景参数估计算法,无论是同区域参杂干扰混响,还是均匀混响,所提方法参数估计结果的标准差和极差都明显下降。 展开更多
关键词 背景干扰 非瑞利混响 K分布 参数估计 模糊统计归一化
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