[发明专利]基于模态闪烁指数匹配分析的目标深度辨识方法及系统

权利要求书

1.一种基于模态闪烁指数匹配分析的目标深度辨识方法，所述方法包括：

以水平拖线阵搭载的水面平台辐射噪声作为引导源，利用模态域波束形成方法得到水面平台辐射噪声的模态域能量值；

对水面平台辐射噪声的模态域能量值进行归一化处理，得到模态强度分布值及矩阵表示；

根据模态强度分布值，得到各阶模态分量闪烁指数，并作为匹配基准；

根据深度待判决目标模态强度分布值，得到深度待判决目标的各阶模态分量闪烁指数；

将深度待判决目标的各阶模态分量闪烁指数与匹配基准进行相关性分析，得到相关系数；

依据相关系数对待判决目标的深度进行辨识，得到判决结果。

2.根据权利要求1所述的基于模态闪烁指数匹配分析的目标深度辨识方法，其特征在于，所述方法具体包括：

步骤1)根据水面平台辐射噪声在水平拖线阵中的深度z₀，计算水面平台辐射噪声的模态域能量值Y_sum(f,l)为：

其中，ρ为密度，S(f)为目标声源在频点f处的幅频响应，φ_l(z)表示在深度z处的模态函数，*表示复共轭，k_l表示第l阶水平波束，l＝1,2,…,M，M表示模态总数，r₁为目标声源到水平拖线阵第一阵元的距离，L为其他阶模态对应残留分量；

步骤2)根据距离和幅度对水平拖线阵各阶模态中的影响一致性，对水面平台辐射噪声的模态域能量值进行归一化处理，得到第l阶模态强度分布值P_l(f,z,z₀)及矩阵表示形式P(f,z,z₀)：

其中，[·]^T表示矩阵转置；

步骤3)根据模态强度分布值，得到水面平台辐射噪声在水平拖线阵中第l阶模态强度闪烁指数ESI_l：

其中，var(·)为方差求取函数，E(·)为均值求取函数；

步骤4)根据深度待判决目标模态强度分布值，得到深度待判决目标第l阶模态强度闪烁指数ESI_S,l：

其中，z_s为待判决目标的深度；S为深度待判决目标的标识符，P_S,l(f,z,z_s)为深度待判决目标第l阶模态强度分布值；

步骤5)将步骤3)的ESI_l作为匹配基准，计算ESI_S,l与匹配基准的相关系数R(f,z_s)：

其中，cov[ESI,ESI_S]为ESI与ESI_S的协方差，d(ESI)为ESI的方差、d(ESI_S)为ESI_S的方差，ESI＝[ESI₁,ESI₂,…,ESI_M]，ESI_S＝[ESI_S,1,ESI_S,2,…,ESI_S,M]；

步骤6)将相关系数R(f,z_s)的最大峰值max[R(f,z_s)]与阈值进行比较，得到待判决目标深度z_s的判决结果：

当max[R(f,z_s)]小于阈值时，目标为水下目标；否则，目标为水面目标。