《淺海波導中高分辨陣列處理技術研究》是依託東南大學，由姜龍玉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：淺海波導中高分辨陣列處理技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：姜龍玉
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
在淺海聲層析術前向問題，淺海地聲層析前向問題以及信號源定位中，波束形成及其變體已被廣泛用於信號分離或定位。現有算法利用接收信號的二階統計量分析，其分離定位精度仍不能滿足實用要求且有如下局限: (1) 需假設接收信號為高斯信號；(2) 陣列中的陣元數須多於待分離或定位的源數。在信號處理領域，高分辨方法特別是高階（大於二階）高分辨方法被深入研究，但鮮有在淺海聲層析術、淺海地聲層析術前向問題及信號源定位中的套用及針對以上背景的研究。尤其是，時間反轉鏡技術為以上套用提供了陣列到陣列的實驗結構。因此，本課題擬展開高分辨方法及其在淺海聲層析術前向問題，淺海地聲層析前向問題以及信號源定位中的套用研究，將主要開展如下工作：（1）在點到陣列結構中研究高階高分辨方法；(2) 在陣列到陣列結構中，研究多維高分辨方法； (3) 利用高分辨方法估計器構造思想研究高分辨源定位算法；(4) 結合高分辨方法的反演問題。
結題摘要
陣列處理技術在水聲學中有廣泛重要的套用，本課題主要關注一類用於海洋聲層析術1及源定位技術2的高分辨陣列處理技術。課題組獲自然基金資助，圍繞該內容開展全面深入研究，提出了一類快速高分辨陣列處理技術，其中較大的技術突破包括首次提出適用於相干線路徑分離的主動寬頻技術，首次提出基於高階累計量的寬頻高分辨射線路徑分離技術，首次引入低秩矩陣近似理論，避免了傳統子空間類方法計算複雜度高的瓶頸，提高該類算法的實時性等。通過模擬及海試數據測試，結果表明，該類新技術較之現有技術在定位精度、實時性、對海洋環境噪聲的魯棒性方面均有較大提高。相關結果撰寫了11篇學術論文，9篇已發表（其中SCI論文5篇），包括在水聲工程領域國際頂級期刊IEEE journal of oceanic engineering、The Journal of the Acoustical Society of America 各發表2篇。申請國家發明專利11項，4項已授權，4項已公開。 該項目現有成果已逐步進行成果轉化，探索將其用於聲吶等設備，以期提高設備性能。我們預期該項目成果的成功轉化將對提高我國水下探測設備水平產生重要意義。 注1：海洋聲層析術 (Ocean Acoustic Tomography：OAT) 利用聲音在海洋中傳播速度的變化來反演海洋溫度的變化乃至海洋氣候變化，在全球變暖的背景下， 正確把握海洋氣候變化規律有巨大的社會和經濟效益。本課題主要關注其前向問題——高分辨識別不同的線（或射線）路徑 (raypath)，以保障高質量反演並估計聲速變化。 注2: 源定位（Source localization：SL）是多年來國內外研究的重點課題, 目前在淺海的套用主要有水下潛艇定位，海洋哺乳動物定位等，高分辨陣列處理技術為其核心技術
