一種聲納目標(biāo)回波亮點(diǎn)參數(shù)的測量方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聲納目標(biāo)回波亮點(diǎn)參數(shù)的測量方法，其特征在于：步驟1：在聲納探測目標(biāo)上放置N個應(yīng)答器，N為亮點(diǎn)的個數(shù)；步驟2：測量端向目標(biāo)發(fā)射測量信號x(t)，測量端位于目標(biāo)的遠(yuǎn)場位置；步驟3：測量端分別接收到目標(biāo)和應(yīng)答器的回波信號；步驟4：重復(fù)步驟2、3，對接收到的目標(biāo)回波信號和應(yīng)答器的回波信號做希爾伯特變換，得到復(fù)數(shù)域信號，即第一次的目標(biāo)回波信號yt(t)，第一次的應(yīng)答器回波信號yai(t)，第二次的目標(biāo)回波信號yt′(t)，第二次的應(yīng)答器回波信號y′ai(t)；步驟5：利用VTRM方法，求得亮點(diǎn)的時延因子τ；步驟6：利用復(fù)數(shù)域解矩陣的方法，解算出亮點(diǎn)的幅度反射因子A和相位跳變量
【專利說明】一種聲納目標(biāo)回波亮點(diǎn)參數(shù)的測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聲納目標(biāo)回波亮點(diǎn)參數(shù)的測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在使用聲納探測無源體或安靜型目標(biāo)時，主動聲納的目標(biāo)回波是唯一途徑。目標(biāo)回波是目標(biāo)對入射聲波調(diào)制所產(chǎn)生的回波，攜帶有大量目標(biāo)信息。在針對目標(biāo)回波結(jié)構(gòu)的研究過程中，聲納目標(biāo)的亮點(diǎn)模型被提出，模型中亮點(diǎn)使用三參數(shù)(時延因子τ，幅度反射因子A和相位條變量P)定義。亮點(diǎn)理論主要用于解釋目標(biāo)的回波結(jié)構(gòu)，聲誘餌的設(shè)計，目標(biāo)識別和目標(biāo)姿態(tài)的估計，也可以預(yù)測出目標(biāo)強(qiáng)度值，同時對水下目標(biāo)主動隱身技術(shù)的發(fā)展有一定的指導(dǎo)意義。目標(biāo)亮點(diǎn)各個參數(shù)的獲取有助于直觀地認(rèn)識目標(biāo)整體特性。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，亮點(diǎn)模型中三參數(shù)只能通過建模獲取，與實(shí)艇測量相比仍有一定差距。由于水聲信道的復(fù)雜性，不便于對實(shí)艇模型中的亮點(diǎn)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量，對三參數(shù)模型中的τ和A的測量研究主要處于統(tǒng)計階段，對參數(shù)#的測量還未起步。因此，對聲納目標(biāo)亮點(diǎn)參數(shù)的測量是亟待解決的技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明目的在于提供一種聲納目標(biāo)回波亮點(diǎn)參數(shù)的測量方法，能夠?qū)β暭{目標(biāo)回波亮點(diǎn)參數(shù)實(shí)現(xiàn)有效測量。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案:
[0006]一種聲納目標(biāo)回波亮點(diǎn)參數(shù)的測量方法，其特征在于:
[0007]步驟1:在聲納探測目標(biāo)上放置N個應(yīng)答器，N為亮點(diǎn)的個數(shù)；
[0008]步驟2:測量端向目標(biāo)發(fā)射測量信號X (t)，測量端位于目標(biāo)的遠(yuǎn)場位置；
[0009]步驟3:測量端分別接收到目標(biāo)和應(yīng)答器的回波信號；
[0010]步驟4:重復(fù)步驟2、3，對接收到的目標(biāo)回波信號和應(yīng)答器的回波信號做希爾伯特變換，得到復(fù)數(shù)域信號，即第一次的目標(biāo)回波信號yt (t)，第一次的應(yīng)答器回波信號yai(t)，第二次的目標(biāo)回波信號y/ (t)，第二次的應(yīng)答器回波信號y' ai(t)；
[0011]步驟5:利用VTRM方法，求得亮點(diǎn)的時延因子τ ；
[0012]步驟6:利用復(fù)數(shù)域解矩陣的方法，解算出亮點(diǎn)的幅度反射因子A和相位跳變量P
O
[0013]步驟2中，測量信號采用寬帶測量信號。
[0014]步驟3中，各個應(yīng)答器采用時分法間隔應(yīng)答。
[0015]步驟5中，通過如下公式求得亮點(diǎn)的時延因子τ，
[0016]Ti = arg max|v, (/) *.V:".(-/ )|)
[0017]式中為求出現(xiàn)信號的峰值時t的取值，Ti為第i個亮點(diǎn)的時延因子。
[0018]步驟6中，通過如下方法解算出亮點(diǎn)的幅度反射因子A和相位跳變量P，[0019]步驟6.1:形成一個NX I的矩陣PJ，t取相對時刻，為峰值出現(xiàn)的時刻，公式如下，
[0020]
【權(quán)利要求】
1.一種聲納目標(biāo)回波亮點(diǎn)參數(shù)的測量方法，其特征在于: 步驟1:在聲納探測目標(biāo)上放置N個應(yīng)答器，N為亮點(diǎn)的個數(shù)； 步驟2:測量端向目標(biāo)發(fā)射測量信號X (t)，測量端位于目標(biāo)的遠(yuǎn)場位置； 步驟3:測量端分別接收到目標(biāo)和應(yīng)答器的回波信號； 步驟4:重復(fù)步驟2、3，對接收到的目標(biāo)回波信號和應(yīng)答器的回波信號做希爾伯特變換，得到復(fù)數(shù)域信號，即第一次的目標(biāo)回波信號It (t)，第一次的應(yīng)答器回波信號yai (t)，第二次的目標(biāo)回波信號yt' (t)，第二次的應(yīng)答器回波信號y' ai(t)； 步驟5:利用VTRM方法，求得亮點(diǎn)的時延因子τ ； 步驟6:利用復(fù)數(shù)域解矩陣的方法，解算出亮點(diǎn)的幅度反射因子A和相位跳變量爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲納目標(biāo)回波亮點(diǎn)參數(shù)的測量方法，其特征在于:步驟2中，測量信號采用寬帶測量信號。
3.根據(jù)權(quán)利 要求2所述的聲納目標(biāo)回波亮點(diǎn)參數(shù)的測量方法，其特征在于:步驟3中，各個應(yīng)答器采用時分法間隔應(yīng)答。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聲納目標(biāo)回波亮點(diǎn)參數(shù)的測量方法，其特征在于:步驟5中，通過如下公式求得亮點(diǎn)的時延因子τ，
=argmax|v,(/)*.v;?.(-/)|)
t N 1 式中maxG為求出現(xiàn)信號的峰值時t的取值，τ i為第i個亮點(diǎn)的時延因子。t丄
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的聲納目標(biāo)回波亮點(diǎn)參數(shù)的測量方法，其特征在于:步驟6中，通過如下方法解算出亮點(diǎn)的幅度反射因子A和相位跳變量供， 步驟6.1:形成一個NX I的矩陣Pa'，t取相對時刻，為峰值出現(xiàn)的時刻，公式如下，
P' ai=yt(t)*yai(-t) 11=0 步驟6.2:形成NXN的矩陣X，t為相對時刻，相對于時間τ i，公式如下， A 步驟6.3:計算亮點(diǎn)的反射系數(shù)，結(jié)果bt為NX I的復(fù)數(shù)矩陣，公式如下，
K=X-1XPa, 步驟6.4:對bt取絕對值得到各個亮點(diǎn)的幅度反射因子A，取相位得到各個亮點(diǎn)的相位跳變量P。
6.根據(jù)權(quán)利要求1一5任何一項所述的聲納目標(biāo)回波亮點(diǎn)參數(shù)的測量方法，其特征在于:步驟I中，應(yīng)答器放置在目標(biāo)的亮點(diǎn)位置附近。
【文檔編號】G01S7/539GK103926581SQ201410134513
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月4日
【發(fā)明者】趙安邦, 何呈, 惠娟, 周彬, 宋雪晶, 牛芳, 趙智姍, 程越, 曾財高, 馬林 申請人:哈爾濱工程大學(xué)
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