[其他]潜艇被动式测距声纳二次相关

说明书

本发明采用宽带二次相关处理提取距离信息，再经过类卡曼过滤进行统计处理，从而提高了时间处理增益，并有效地克服了传播起伏多途色散的影响，从而实现高增益、高精度、高稳定的被动测距，本发明可用于四点测距。

本发明属声呐信号处理方法。

在已有潜艇被动式相关测距声呐中，如法国的测距声呐DUUX-2，DUUX-5型等，大都采用一次相关测距，即通过对沿艇体在一条直线上布设的三个接收基阵（1，2，3）接收到的目标信号，S₁（t），S₂（t），S₃（t）分别对S₁（t）和S₂（t）及S₃（t）进行相关处理，检测出目标信号到达1，2和2，3接收基阵S₁（t）和S₂（t）及S₂（t）和S₃（t）时间差τ₁₂和τ₂₃（或相位差φ1、2，φ2、3）直接提取距离信息△τ（△τ＝τ₁₂-τ₂₃）这种方法的缺点是：（1）相关器的积分时间短，处理增益低;（2）难于和海洋声信道匹配，多途色散影响严重。

本发明为了克服以上缺点，采用二次相关测时提取距离信息。

图一，三点布阵示意图;τ₁₂-目标信号到达接收基阵1，2的时间差;τ₂₃-目标信号到达接收基阵2，3的时间差。

图二，对接收信号进行二次相关处理方框图。

本发明的要点是将被动测距声呐沿艇体布设的三个接收基阵（1，2，3）接收的宽带目标信号S₁（t），S₂（t），S₃（t）分别对S₁（t）和Sv（t）及S₂（t）和S₃（t）进行相关处理，得到相对应的两个相关函数R₁₂和R₂₃，将两个相关函数过程化后，通过二次相处理，提取距离信息△τ，即目标信号到达接收基阵1，2时间差和2，3时间差之差。△τ＝△τ₁₂-△τ₂₃。

由此可见，二次相关处理的是两个相关函数的相对变化，从而，将一个高速变化的非平稳过程，转化为一个慢变化准平稳过程来处理，其积分时间可较一次相关加大两个数量级，大大提高了时间处理增益，同时，由于二次相关，具有压缩整形效应，可有效地克服多途色散的影响。

由于目标信号到达接收基阵的时差τ₁₂、τ₁₃以及△τ＝τ₁₂-τ₂₃并不严格遵从几何规律，而是呈现长周期大起伏现象，为消除此现象，对测距精度的影响，本发明采用类卡曼过滤技术，利用轨道予估的方法，实明测定目标的实际位置，其实质是：（1）在时间T内，认为几何时差△τ随时间变化是线性的。（2）对时间T内收集到的相关测定时差△τ样本，根据最小方差原则，确定直线方程要素，而后根据方程予估出目标的位置。（3）每得到一个新的样本，便甩掉一个老的样本，并对线性方程要素修正一次，随之予估出目标的新位置。

本发明，对距离信息△τ进行此种类卡曼过滤，有效地克服了海洋信道长周期，大起伏干扰的影响，实现了高增益、高稳定、高精度的被动测距。

本发明，也适用于四点测距。