[发明专利]一种矢量传感器阵列的误差估计方法及装置

权利要求书

1.一种矢量传感器阵列的误差估计方法，其特征在于，包括：

步骤A，计算所述矢量传感器阵列对来波信号的阵列响应估计结果，并对所述阵列响应估计结果进行分解，得到所述矢量传感器阵列中的每个阵元的阵元响应估计结果；

步骤B，对所述矢量传感器阵列中的每个阵元，在忽略阵元的朝向误差和位置误差的情况下，根据所述阵元响应估计结果，估计所述每个阵元的来波信号方向和通道误差；

步骤C，对于每个阵元，在忽略阵元的位置误差的情况下，根据参考阵元的来波信号方向的估计结果、所述每个阵元的阵元响应估计结果、和所述每个阵元的通道误差的估计结果，估计所述每个阵元的朝向误差，所述参考阵元是从所述矢量传感器阵列所有阵元中任意选择的一个阵元；

步骤D，根据所述参考阵元的来波信号方向的估计结果、所述每个阵元的阵元响应估计结果、所述每个阵元的通道误差的估计结果、和所述每个阵元的朝向误差的估计结果，估计所述每个阵元的阵元位置误差。

2.如权利要求1所述的误差估计方法，其特征在于，所述步骤A中，所述计算所述矢量传感器阵列对来波信号的阵列响应估计结果包括：

步骤A1，根据预先获得的所述来波信号的载波频率，对所述来波信号进行相干解调，提取得到所述来波信号对应的接收信号；

步骤A2，计算所述来波信号对应的接收信号的自相关矩阵，并对所述自相关矩阵进行一次特征值分解，选取最大特征值对应的特征向量作为所述来波信号的阵列响应估计结果。

3.如权利要求1所述的误差估计方法，其特征在于，所述步骤B包括：

步骤B1，对所述每个阵元，根据未知的所述每个阵元的来波信号方向和未知的所述每个阵元的通道误差，构造来波信号的第一阵列流型；

步骤B2，将所述每个阵元的阵元响应估计结果和所述第一阵列流型作为多维空间的两个矢量，求解在该两个矢量之间的夹角最小时来波信号方向和通道误差的取值，得到所述每个阵元的来波信号方向的估计结果和通道误差的估计结果。

4.如权利要求3所述的误差估计方法，其特征在于，所述步骤C包括：

步骤C1，对于所述每个阵元，根据所述参考阵元的来波信号方向的估计结果、所述每个阵元的通道误差的估计结果和未知的所述每个阵元的朝向误差，构造来波信号的第二阵列流型；

步骤C2，将所述每个阵元的阵元响应估计结果和所述第二阵元流型作为多维空间的两个矢量，求解在该两个矢量之间的夹角最小时朝向误差的取值，得到所述每个阵元的朝向误差的估计结果。

5.如权利要求3所述的误差估计方法，其特征在于，所述步骤D包括：

步骤D1，根据所述参考阵元的来波信号方向的估计结果、所述每个阵元的通道误差的估计结果、所述每个阵元的阵元朝向误差的估计结果、和未知的所述每个阵元的位置误差，构造来波信号的第三阵列流型；

步骤D2，将所述每个阵元的阵元响应估计结果和所述第三阵列流型作为多维空间的两个矢量，求解在该两个矢量之间的夹角最小时位置误差的取值，得到所述每个阵元的位置误差的估计结果。

6.一种矢量传感器阵列的误差估计装置，其特征在于，包括：

阵元响应估计单元，用于计算所述矢量传感器阵列对来波信号的阵列响应估计结果，并对所述阵列响应估计结果进行分解，得到所述矢量传感器阵列中的每个阵元的阵元响应估计结果；

来波方向及通道误差估计单元，用于对所述矢量传感器阵列中的每个阵元，在忽略阵元的朝向误差和位置误差的情况下，根据所述阵元响应估计结果，估计所述每个阵元的来波信号方向和通道误差；

朝向误差估计单元，用于对于每个阵元，在忽略阵元的位置误差的情况下，根据参考阵元的来波信号方向的估计结果、所述每个阵元的阵元响应估计结果、和所述每个阵元的通道误差的估计结果，估计所述每个阵元的朝向误差，所述参考阵元是从所述矢量传感器阵列所有阵元中任意选择的一个阵元；

位置误差估计单元，用于根据所述参考阵元的来波信号方向的估计结果、所述每个阵元的阵元响应估计结果、所述每个阵元的通道误差的估计结果、和所述每个阵元的朝向误差的估计结果，估计所述每个阵元的阵元位置误差。