基於信號結構的水聲目標探測

《基於信號結構的水聲目標探測》是依託北京師範大學，由葛鳳翔擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於信號結構的水聲目標探測
• 依託單位：北京師範大學
• 項目負責人：葛鳳翔
• 項目類別：面上項目

項目摘要

干擾、混響(雜波)和噪聲背景條件下的目標探測一直都是信號處理的核心問題，因此始終在信號處理相關套用領域（雷達、聲吶、無線通信和定位等）受到廣泛的關注和重視。. 本項目首先將基於我們前期研究成果中已經明確的基函式與信號和干擾之間可以建立對應關係的先驗知識，通過構建冗餘字典和採用稀疏最佳化算法在空域對目標信號和干擾稀疏表示，並利用判決因子剔除干擾以實現干擾背景下的目標探測並可套用於後續參數估計和定位等；另外，我們還基於信號和混響在波束空間的稀疏和低秩結構對其建模，並利用凸最佳化算法分解得到觀測信號波束空間的稀疏和低秩分量，從而實現混響背景下的目標探測，並可以用於後續水下目標跟蹤。. 上述研究內容、相關算法和模型都將經過實驗或者實驗數據的驗證。

結題摘要

干擾和混響背景條件下的水聲目標檢測與跟蹤一直都是水聲工程中的核心問題，本項目主要研究了干擾背景下的弱目標檢測和·混響背景下的目標檢測，具體研究內容如下：·干擾背景下的目標檢測：本項目基於水聲工程套用中目標信號和干擾的空域稀疏結構特性，採用稀疏最佳化算法計算得到信號和干擾更為簡潔且有效的表示，進而利用相應場景下弱目標信號隱蔽在干擾陰影下的特性，在抑制干擾的同時實現弱目標檢測。本項目提出的基於稀疏表示干擾抑制方法(SRAIS)有效解決了之前我們提出的基於特徵分析干擾抑制方法(EAAIS)的自身缺陷，在處理增益和分辨能力方面，SRAIS有更好的干擾抑制能力。·混響背景下的目標檢測：本項目基於移動目標信號、混響信號和噪聲物理特性在波束空間域表現出的不同數學結構特性，即：移動目標信號表現為稀疏特性，混響信號表現為低秩特性，而噪聲作為剩餘誤差表現為滿秩特性；對觀測信號在波束域建立低秩稀疏模型。進而最佳化分解分別得到移動目標信號和混響信號，由此實現混響背景下移動目標檢測。基於信號的物理特性在數學結構上表現出的差別，並由此實現目標信號與混響信號的分離，使得我們提出的方法可以在更低信混比條件下實現弱目標檢測，在小目標入侵檢測等安保場合，有廣闊的套用前景。