[发明专利]一种基于单矢量传感器的空中目标定位方法

权利要求书

1.一种基于单矢量传感器的空中目标定位方法，其特征是：

(1)在浅海中通过三维矢量水听器接收空中目标辐射的声压信号p(t)和振速信号v_x(t),v_y(t),v_z(t)，t表示时间；

(2)对接收信号进行差分预白化处理；

(3)使用互谱直方图法获取空中目标的方位角信息θ(t)；

(4)通过谱分析技术提取强线谱频率序列，并通过LSM算法进行拟合，该拟合结果为处理后的强线谱频率序列f_i(t)，i表示线谱序号，i＝1,2,3,…,N，N表示线谱总根数，利用该序列计算出基频f₀；

(5)利用已获取的θ(t)和f_i(t)对空中目标水平方向参数进行估计，水平方向参数包括航向角ψ、航速v、最近水平距离p、水平距离r(t)；

(6)对最近距离估计算法进行改进，得到水平距离补偿算法，利用匹配算法进行计算，首先假定一个值，获得相应的的估计曲线，根据曲线确定估计中稳定的时间段，对选定区间进行匹配估计，得到最近距离的最优估计结果；利用之前已经确定的稳定时间段作为初始数据，对之后的数据进行补偿，获得连续的估计；在接近最近距离的时间段内，采用近似：r²(t₂)＝r²(t₁)+v²(t₂-t₁)²，利用稳定时间段内的对后续估计值进行补偿，取该时间段内的适宜点t₁作为起始时刻，之后时刻的补偿结果计算方法为：

(7)使用频率序列提取法获取空中目标仰角信息

(8)高度估计，利用已获取的α(t)和航速估计结果v对空中目标垂直方向参数即高度h进行估计，其中，d为水下平台深度，T为观测间隔，α₁、α₂、α₃为等间隔观测得到的仰角值；

(9)将输入序列X(k)经过α滤波后输出为将输入序列X(k)反向经过α滤波后输出为则双向α滤波后的输出其中，k＝1,2,3,…,M，k表示数据采样点序号，M表示采样点总数，α为积分时间常数；

(10)将平滑后的数据反向，令再对X₁(k)做一次动窗加权中值滤波及双α滤波联合后置处理；

(11)实际数据处理过程中将正反两向两次双α滤波法和动窗加权中值滤波法联合使用，作为数据的后置处理方法。