基于改进空间平滑算法的复杂多信号测向技术研究

论文针对空间平滑算法无法在有限阵元数目下实现多相干信号源的测向等问题,提出一种基于改进的空间平滑算法,仿真结果表明该算法可以降低对DOA估计对阵元数目的要求,并且还适用于非相干、相干和混合信号源等的复杂多信号环境。     

相干信号空间谱估计测向仿真研究

空间谱测向技术是一项先进的阵列信号处理技术.普通空间谱MUSIC算法对相干信号波达角估计测向分辨率比较差,推导了基于空间平滑算法和基于频率平滑的算法并进行了仿真.通过仿真对这2种算法与不经平滑计算出的波达角进行了比较分析,结果空间平滑算法对窄带内相干信号分辨率比较理想,而频率平滑算法对宽频带内相干信号的分辨率比较理想.     

基于声矢量传感器阵的相干源高分辨方位估计

声矢量传感器能同时共点获得声场中声压、振速信息及更多的信息量,具有很好的应用前景.研究了声矢量传感器阵方位估计的多重信号分类(MUSIC)算法,并在此基础上推导了基于空间前向平滑算法的声矢量传感器阵相干源方位估计的方法.采用该方法可以有效地对相干源进行方位估计,同时综合利用声压、振速信息可以实现信号源方位360°无模糊估计,计算机仿真表明该方法具有较好的方位估计性能.     

改进MUSIC算法对相关信号源DOA的估计

MUSIC算法能有效地估计独立信号源的DOA，并且在模型准确的前提下，对DOA的估计可以达到任意精度；MMUSIC算法可改善MUSIC算法对相关信号源的DOA估计性能，且不影响对非相关信号源DOA的估计；但对相干信号源和相隔比较近的小信噪比信号源，MMUSIC算法就不适用了，这里提出一种新的改进MUSIC算法，该算法既能有效估计独立信号源的DOA，也能有效地估计相关信号源和相隔比较近的小信噪比信号源的DOA。计算机仿真结果验证了上述理论分析的合理性。     

基于相干信号源的修正ISM算法

介绍一种基于相干信号源的修正ISM算法(MISM)。该算法采用CBF常规波束形成算法及MVDR波束形成算法、MUSIC算法进行处理并给出公式。结合3种算法各自的优势,通过对接收数据阵进行去相关处理,突破了ISM算法只能对相干信号源进行方位估计的局限性。通过计算机仿真进行3种算法的对比分析,验证该算法的有效性。     

非均匀阵列模糊问题及测向性能分析

在非均匀线阵上应用空间平滑MUSIC算法进行测向。在排除测向模糊的条件下,阵列设置为中心对称阵列。仿真实验对比了非均匀阵列和均匀阵列的测向性能,结果表明在同时存在相干和非相干信源的信号环境下,前者可以有效估计信源的来向,在相同信噪比的条件下具有更好的抗干扰能力和测向分辨力。     

基于区域分割的非局部全变差SAR相干斑滤波

受成像体制影响,合成孔径雷达(Synthetic aperture radar,SAR)图像带有非高斯的乘性相干斑噪声。为有效抑制乘性相干斑噪声,提出一种融合非局部均值滤波(Non-local means filter,NLMF)与全变差(Total variation,TV)正则化的非局部均值-全变差(NLM-TV)降噪算法。首先将相干斑噪声转换为依赖于散射强度的加性噪声,将SAR图像分为边缘、强散射区、弱散射区。然后利用NLMF进行降斑,为有效的保持边缘结构,NLMF的平滑参数选取较小。在强散射区,为解决平滑参数较小所带来的降斑不充分问题,进一步使用TV正则化进行平滑处理,获得最终的降噪结果。使用RADARSAT-2,Terra SAR-X两景实测SAR图像仿真实验,结果表明:相比多种滤波算法,NLM-TV算法在弱散射区,强散射区均能显著提高等效视数,边缘保持指数能够提高10%以上。     

基于区域分割的非局部全变差SAR相干斑滤波

受成像体制影响,合成孔径雷达（Synthetic aperture radar,SAR）图像带有非高斯的乘性相干斑噪声。为有效抑制乘性相干斑噪声,提出一种融合非局部均值滤波（Non-local means filter, NLMF）与全变差（Total variation,TV）正则化的非局部均值-全变差（NLM-TV）降噪算法。首先将相干斑噪声转换为依赖于散射强度的加性噪声,将SAR图像分为边缘、强散射区、弱散射区。然后利用NLMF进行降斑,为有效的保持边缘结构, NLMF的平滑参数选取较小。在强散射区,为解决平滑参数较小所带来的降斑不充分问题,进一步使用TV正则化进行平滑处理,获得最终的降噪结果。使用RADARSAT-2,TerraSAR-X两景实测SAR图像仿真实验,结果表明：相比多种滤波算法, NLM-TV算法在弱散射区,强散射区均能显著提高等效视数,边缘保持指数能够提高10%以上。     

计算机视觉测量在板材滚弯成形中的应用研究

将计算机视觉测量的方法应用于板材滚弯加工过程的成形检测，在图像经过预处理的基础上，设计了低通滤波器对图像进行平滑处理，然后对图像进行边缘快速检测，利用任意曲线三维重构的方法重建了板材的空间曲线，并求出了空间曲线的半径。     

基于数据平滑的降维STAP混响抑制方法

分析了主动声呐采用空时自适应处理进行混响抑制的困难,给出了一种有效的降维空时自适应处理方法.该方法把待检测的空时数据划分为子组进行空时自适应处理,采用空时前后向平滑的方法来增加有效的样本数据数量,提高协方差矩阵的估计精度.通过分析子组输出间的相位关系,指出可以对所有子组的输出进行相干叠加.不仅能进一步提高输出信混比,还能减小空间和时间孔径的损失.通过仿真的混响数据比较了不同方法的改善因子,表明该方法能够有效消除强混响,而且具有较高的稳健性.     

Direction of arrival estimation of coherent sources based on arbitrary plane arrays

A method of direction of arrival （DOA） estimation of coherent sources is proposed, which is based on arbitrary plane arrays. After constructing the mathematical model of coherent sources, virtual array transformation and MUSIC algorithm are used to realize the azimuth estimation of coherent sources, which improved the DOA estimation performance greatly. According to the computer simulation, its validity is confirmed.     

基于高阶累积量的空间谱估计测向

给出了四阶累积量的定义和性质，阐述了使用四阶累积量进行空间谱估计的原理，仿真实验结果表明了该方法的有效性。     

基于扩展卡尔曼滤波的GPS信号跟踪技术

提出一种基于扩展卡尔曼滤波的GPS信号跟踪方法,通过扩展卡尔曼滤波器,得到基于相干积分支路的滤波模型,有效地削弱常规GPS跟踪环路中的跟踪误差,增强接收机的抗干扰性能,提升其在信号较弱位置下环路的跟踪性能,对加入惯性信息条件下惯性信息对系统所产生的影响做了相应的分析研究。通过仿真对比结果可以知道:当处于弱信号条件时,与通常用到的GPS信号跟踪方式相比,基于扩展卡尔曼滤波的信号跟踪算法可以有效提升跟踪的精度。     

基于LabVIEW的水声信号处理与目标方位估计仿真研究

利用LabVIEW软件开发了一套水声信号处理与目标方位估计的仿真演示系统。该系统针对水声信号的特点,搭建了信号发生、滤波处理、时频分析等处理单元,具有较强的水声信号处理能力。此外,将LabVIEW和MATLAB混合编程技术应用于水声信号处理中,实现了水下目标方位角的估计。仿真结果表明了该演示系统的有效性。     

利用回波互谱进行方位估计的两种方法研究

从两阵元回波互谱中存在一定的方位关系出发，介绍了傅立叶互谱和小波互谱的概念，并以两阵元模型为基础，采用有色高斯噪声背景下的矩阵单频信号，利用两种互谱分别作了方位估计，最后给出仿真结果。     

基于压缩感知的正交偶极子阵列信号参数估计

[目的]针对传统的极化敏感阵列的波达方向(DOA)估计算法运算复杂度高、实时性差的问题,提出基于压缩感知的正交偶极子极化敏感阵列结构.[方法]将数据压缩思想应用于阵列结构设计,压缩接收信号矢量维度,减少射频前端链路数量,以控制系统的复杂度,使阵列结构设计具有高度的灵活性.基于结构降维多重信号分类(MUSIC)算法;首先...     

基于时域解析信号的广义MUSIC算法

波束形成是声呐信号处理的关键技术,本文提出一种新的基于宽带时域解析信号的广义MUSIC自适应波束形成算法(TAMUSIC算法).该算法将时域解析信号与改进的MUSIC算法相结合,对精确时延之后的宽带时域信号进行希尔伯特变换生成复数形式的时域解析信号,增加权向量自由度;通过增加调节指数构建新广义噪声子空间,解决了传统MUSIC算法信源数目估计不准带来的影响,提高算法鲁棒性;最后利用信号子空间和噪声子空间的正交性估计目标方位.仿真数据和海试数据处理的结果表明:TAMUSIC算法可以获得更尖锐的谱峰,提高目标的角度分辨力,增强了弱小目标的发现能力.     

Min-norm spatial spectrum based on acoustic vector-sensor linear array

1 Introduction1 The Min-Norm(MN) algorithm was proposed by Kumaresan and Tufts[1] for estimating the DOA of targets applied at pressure sensor arrays. It has been proved that lower bias and higher resolution of DOA estimation using the MN algorithm is obt…