一种基于特征分析的强干扰抑制方法

水声环境中微弱目标往往被掩盖在强干扰的旁瓣中而无法检测。研究如何抑制强干扰,提高输出信噪比,对提高声呐探测性能具有重要意义。假设干扰能量远大于目标信号能量。首先,对接收数据协方差矩阵进行特征分解,其中最大特征值对应的特征向量属于干扰特征向量。然后利用正交投影方法将阵列接收数据向干扰子空间的正交子空间投影,将干扰数据去除,从而达到抑制强干扰的目的。数值仿真和海试数据验证结果表明,该强干扰抑制方法能够很好地抑制强干扰,提高目标信号输出信噪比和目标方位估计可靠性,可为后续的目标被动定位创造有利条件。     

一种纯方位跟踪中的自适应滤波算法

针对纯方位被动目标跟踪中扩展卡尔曼滤波算法易发散的不足，提出了一种自适应的改进算法。该算法利用极大后验噪声估计器Sage-Husa对虚拟观测噪声进行实时在线估计，动态补偿线性化带来的误差。算法的对比仿真分析结果表明，AEKF较之EKF滤波效果有所改善，增强了稳定性，提高了精度，为ST纯方位被动目标跟踪的实现提供一种新的方法。     

用于纯方位目标跟踪的修正极坐标自适应卡尔曼滤波算法

针对纯方位被动目标跟踪中，直角坐标系下的扩展卡尔曼滤波器容易发散而导致滤波精度很差的问题，提出了一种修正极坐标系下的自适应卡尔曼滤波算法，对虚拟系统噪声进行估计，动态补偿模型线性化误差，对其滤波理论及算法进行了研究和仿真．仿真结果表明，该算法提高了滤波的稳定性、快速性和精确性，优于一般的扩展卡尔曼滤波算法．     

一种基于Hough变换的方位交叉跟踪方法

应用图像处理中的Hough变换方法检测目标方位,并将方位跟踪转化为Hough域的点跟踪,用以解决两个目标或多个目标方位交叉问题。通过仿真数据验证这一方法稳定可行。     

基于自适应空间正则化和畸变抑制的相关滤波跟踪

针对背景感知相关滤波器的空间正则化权重固定,不适应目标变化和增大搜索区域,易引入背景噪声导致滤波器判别力下降等问题,本文提出一种基于自适应空间正则化和畸变抑制的相关滤波跟踪算法。首先提取FHOG特征、CN特征和灰度特征以增强算法模型对目标的表达能力;其次,在目标函数中加入畸变抑制项来约束当前帧的响应图,增强滤波器的判别能力,以缓解滤波器模型退化问题;最后,在目标函数中加入自适应空间正则化项使空间正则化权重能够随着目标的变化而更新,使得滤波器能充分利用目标的多样性信息。本文在公开数据集OTB-2013、OTB-2015和VOT2016上进行实验,以对所提算法进行评估。实验结果表明：本文算法速度为20 f/s,距离精度和成功率等评估指标均优于对比算法,在遮挡、背景干扰、旋转变化等多种复杂场景下都有良好的鲁棒性。     

一种基于隐马尔可夫模型的多目标方位自动跟踪方法

方位-幅度-时间图(方位瀑布图)是声呐检测设备一种基本的显示图像。方位瀑布图由于在视觉上起着时空积分作用,可提供的信息量很大,声呐兵可通过观察长时间的目标方位轨迹来检测弱目标。本文在这种思想下应用隐马尔可夫模型和Viterbi算法,提出了一种自动提取方位轨迹的方法。计算机仿真研究表明这种方法是简单可行的。     

自适应变长线性拟合的多阵方位平滑同步方法

在多阵方位轨迹关联融合过程中,由于单阵输出方位的节拍和时刻不同需要进行同步并且在拟合过程中定长、定阶拟合函数与任意方位曲线存在失配问题,为此文章提出了一种自适应变长线性拟合方法。该方法首次采用分段线性拟合对方位轨迹正切值进行拟合,通过实时监测跳变点及平滑后的拟合效果(即连续在拟合线段同一侧的平滑前的轨迹点占平滑前总轨迹点数的比例),实时改变拟合线段长度。试验数据处理结果表明,该方法可以解决多阵方位同步问题,对各种方位轨迹曲线有较好的拟合精度且计算速度快,为后续多阵方位轨迹关联融合处理提供支撑。     

抑制运动强干扰的稳健波束域目标方位估计方法

为了减小来自旁瓣区快速运动的强干扰对波束域高分辨方位估计方法的影响,提出一种稳健的波束域高分辨方位估计方法。该方法在形成多波束时,将稳健自适应波束形成与零陷扩宽技术相结合,有效地抑制了运动强干扰所造成的快拍失效和扫描方向误差引起的自适应波束图畸变,从而保证波束域方法能准确地估计目标方位。仿真结果验证了该方法的有效性。     

一种基于相关积分的互谱WVD目标方位估计方法

针对水下高速运动目标的被动跟踪问题,将魏格纳-威尔分布(Wigner-Ville Distribution,WVD)算法与互谱法相结合,构建了一种矢量信号处理框架下的目标方位估计方法——基于相关积分的互谱WVD算法。该算法利用了矢量水听器声压通道与振速通道信号的相关特性,首先通过计算两者的互相关函数来提取目标信号的特征信息,然后通过短时积分与傅里叶变换将互相关函数从时域转换到频域,最后在频域提取信号的特征参量,并进行方位估计。仿真研究表明,当目标处于远距离且低速运动时,所提算法的方位估计性能与互谱声强法基本一致;而当目标处于近距离且高速运动时,算法的方位估计性能大大优于互谱声强法。     

三元组线列阵分裂波束目标方位跟踪方法

针对单线阵进行弱目标跟踪时容易受到强目标影响的问题,将三元组线列阵进行分裂波束定向,可提高对弱目标的方位跟踪能力。通过将三元组线列阵等分为两个三元组子阵,对两个三元组子阵分别进行心形波束形成,利用各自心形波束输出进行分裂波束处理得到目标方位。与常规单线阵分裂波束目标跟踪方法相比,该方法不但能给出跟踪目标的左右舷信息,同时提高了不同舷侧存在多目标时的目标跟踪能力。对海试数据的实际处理结果表明,三元组线列阵分裂波束定向时提高了对多目标的方位跟踪能力。     

基于干扰抑制方法和引导声源的水平阵被动目标测距

基于引导声源的被动测距由于其对环境参数较少的要求受到了广泛关注。而处于浅海复杂环境下的被动声呐中,目标信号的声场干涉结构可能被邻近方位上的强干扰的旁瓣掩盖或改变,影响最终的测距精度。首先利用基于特征分解的自适应干扰抑制方法对强干扰环境中的接收信号进行干扰抑制,获得更高信噪比和信干比的目标信号;然后采用自适应的最小方差无失真波束形成器方法进行水平阵波束形成,得到更精确的目标声源声场干涉结构;其次基于干涉条纹的波导不变量特点,利用引导声源与目标声源干涉条纹的关系进行目标声源被动测距。实验结果验证了该方法的有效性和应用的可行性。     

一种基于声起伏特性的水面干扰抑制方法

利用水面目标和环境噪声起伏较大,而水下目标的声信号起伏较小的特性,可以有效抑制水面干扰,提高水下目标的检测概率。对于单基元频谱分析采用非线性滤波器,进而针对阵列信号处理提出一种基于非线性滤波的连续时间方位历程水面干扰抑制方法。最后,对Swell96的实验数据进行了处理,单基元信号处理结果表明,振幅非线性滤波器和复声压非线性滤波器对于稳定线谱的信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)增益可达15 d B和30 d B;阵列信号处理结果显示所提出的方法能够有效抑制水面声源的航迹,提高水下声源的发现概率。     

基于零陷展宽的双基地声纳直达波抑制算法

双基地声纳系统中存在目标信号与直达波干扰混叠且两者高相关的情况,常规的自适应抵消法因此失效。在双基地声纳系统配置已知的前提下,提出一种基于零陷展宽技术的多约束最小方差直达波抑制算法。该方法通过施加线性约束对特定方向的干扰进行抑制,并针对直达波干扰方位存在扰动时,多约束最小方差算法性能急剧下降的现象运用零陷展宽的方法对算法加以改进。基于零陷展宽的多约束最小方差算法直观、快捷。仿真及实验数据处理的结果表明,在直达波干扰方位大致可知的情况下,该算法能够对直达波进行有效抑制,且对直达波的方位估计误差具有稳健性。     

一种基于自适应子空间跟踪与Jacobi算法的时变信道有限反馈预编码方法

提出了一种基于自适应子空间跟踪与Jacobi算法的时变信道有限反馈预编码方法.该方法针对无线信道的时变性,利用梯度算法自适应跟踪时变信道的发射预编码矩阵,同时考虑了反馈信道有限比率的反馈比特数,将Jacobi迭代算法应用于时变信道右奇异矩阵的跟踪,从而有效降低了每个反馈帧的反馈比特数.计算机仿真表明,在时变信道,该方法在降低反馈量的同时,还获得了比存在反馈延时的Grassmannian预编码方法更好的系统容量性能.     

Fast converging approach for blind constant modulus interference suppression

Abstract

The convergence behavior of the constant modulus algorithm (CMA) is examined in the proper initialization condition of locking onto the desired signal. An improved CMA converging approach is proposed that has the advantage of suppressing multiple access interference without explicit knowledge of interference parameters for synchronous DS‐CDMA systems. Simulation results demonstrate that the method overcomes the slower convergence of the CMA in the sudden birth of the number of users and outperforms the CMA detector and matched filter.     

一种基于运动模型的水下目标方位预处理方法

为了改善纯方位目标运动分析方法的性能,提出了一种水下目标方位预处理方法。该方法利用目标运动模型对观测方位序列进行预处理,经仿真验证,与常规的多项式拟合方法相比,能够有效降低水下目标方位观测量的估计误差,提高了目标运动分析的性能,可获得更高的运动参数估计精度。     

稳健协方差矩阵重构波束形成算法

针对信号导向向量失配以及接收数据协方差矩阵存在误差会导致传统的自适应波束形成器产生能损失的问题,提出了一种基于干扰加噪声协方差矩阵重构的稳健波束形成算法.该算法通过对信源来波角度范围进行Capon谱估计得出重构信源协方差矩阵,并通过特征分解以及子空间性质得出信源的导向向量,然后利用重构所得信源导向向量计算出信源功率以及...     

基于干扰观测器的波浪升沉模拟及自适应补偿策略研究

海洋装备的快速升级使得海上吊装应用广泛,但吊装设备易受风浪影响,导致系统控制精度降低。为提高海上吊装设备的控制精度,提出了基于干扰观测器的波浪升沉自适应反步补偿策略。以波浪升沉补偿系统为研究对象,对三级海况下的船舶升沉运动轨迹及其电液提升系统的非线性模型进行推导;利用波浪模拟平台模拟船舶的升沉运动,采用基于干扰观测器的自适应反步补偿策略对电液提升系统的非线性误差进行抑制;通过Lyapnov判据验证自适应反步补偿策略的稳定性,并通过仿真和试验对控制器性能进行验证。试验结果表明,相较于传统的PID（proportion integration differentiation,比例积分微分）控制策略,基于干扰观测器的波浪升沉自适应反步补偿策略具有更好的控制效果。对于海上吊装设备的控制系统,基于干扰观测器的自适应反步补偿策略可有效地抑制外界干扰及系统非线性干扰对控制器的影响,提高对海上吊装设备升沉运动的位置补偿精度。