[发明专利]一种基于差分进化机理的目标船舶方位估计方法

权利要求书

1.一种基于差分进化机理的目标船舶方位估计方法，包括以下步骤：

步骤1：将多变异策略融入差分进化优化算法形成改进后的差分进化机理，多变异策略包括变异、杂交和选优三个过程；

步骤2：将步骤1的改进后的差分进化机理和似然函数相结合应用于估计目标船舶的DOA方位。

2.根据权利要求1所述的目标船舶方位估计方法，其特征在于：所述步骤1中，将待优化解参数记为β，其具体包括以下过程：

过程11：多变异策略搜索下一个优化解的迭代计算式为式(5)，由式(5)迭代式得到变异阶段的更新解β_m；

式(5)中，β_m为模拟生物变异搜索下一个新的解，β_best为至目前为止的最优解；l＝1,…,N_s，N_s为进化生物的规模；d＝1,…,D，D为待求解参数的维数，β_max(d)和β_min(d)分别为可能解的第d维的最大值和最小值；F为[0 2]之间的随机数，为[-1 1]之间的随机数；r₁、r₂和r₃为在[1 N_s]之间随机产生与i相邻解的序号，注意r₁≠r₂≠i，r₁≠r₂≠r₃≠i；p(i)和分别为与目标函数值成正比的不同可能优化解的概率和平均概率，p(i)由式(6)计算得到，p(l)=fit(βl)Σl=1Nsfit(βl)l=1,^,Ns---(6);]]>

式(6)中的fit(β_l)为衡量第l个解β_l优化效果的目标函数；

过程12：杂交：由式(7)迭代式得到杂交阶段的更新解β_c，并根据式(9)-(10)

计算它们相应的目标函数J；

式(7)中的k_s为[1 N_s]之间的随机整数；为[0 1]之间产生的随机数，C_R为杂交率，它的取值范围在[0 1]；

JML=trace(PA⊥Rx)---(9)]]>

式(9)为估计n个DOA方位θ_i的似然函数，式(9)中，为噪声子空间的投射矩阵，它具体式为I为m×n维的单位矩阵，A^*＝(A^HA)^-1A^H为复数矩阵A的的广义伪逆矩阵，左上标的“H”和“-1”分别表示Hermitian转置和求逆运算符；trace(·)为矩阵求秩运算符，R_x＝E[x(t)x^H(t)]为x(t)的空域协方差矩阵，E[·]为求期望运算符；将目标函数改写为则估计最优θ_i(i＝1,^,n)的代价函数为式(10)：

θ^=[θ^1,θ^2,···,θ^n]=argmaxθJ=1c+|JML|---(10)]]>

式(10)中，︱·︱为求绝对值运算符；c>0为任意常数，当J→c时，

过程13：选优：根据目标函数J值大小关系，从上次迭代的β和过程12计算的β_c中选出新的优化解；如果新的优化解选择为上次迭代的β，则相应的进化生物的k(l)_count＝k(l)_count+1，对于k(l)_count>k_limit的β根据式(8)产生它的新解；否则，置k(l)_count＝0；

β(l,d)＝β_max(d)+β_min(d)-β(l,d)   (8)。