[发明专利]一种方位观测数据的野值实时剔除方法

权利要求书

1.一种方位观测数据的野值实时剔除方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，利用基阵获取水下运动目标的宽带阵列接收信号；

步骤2，计算不同时刻宽带阵列接收信号的空间谱，空间谱为空间所有可能来波方向的能量分布，通过空间谱估计目标方位，获取目标方位观测数据；

步骤3，对于匀速运动或分段匀速运动目标，在匀速运动时间段内取时间间隔为T的相邻三点方位测量数据，计算航向：

其中，φ为航向，α₁，α₂，α₃为时间间隔为T的相邻三点方位测量数据，θ₁＝α₂-α₁，θ₂＝α₃-α₂；

步骤4，重复步骤3得到一组航向数据φ_i表示i时刻的航向，n表示时刻；

步骤5，对航向数据计算其均值和方差σ；

步骤6，对航向数据进行野值判别，计算各个时刻航向数据的残差将残差与3σ门限进行比较，若|v_i|≥3σ则对应时刻的航向数据φ_i和方位观测数据为野值，加以剔除，并利用航向数据进行野值修正，σ为航向数据的方差。

2.根据权利要求1所述方位观测数据的野值实时剔除方法，其特征在于：步骤1中对于平面波入射信号，宽带阵列接收信号的频域表示为：

X(ω)＝AS(ω)+N(ω)

其中，X(ω)为M×1维阵列接收信号的频谱，ω为角频率，S(ω)为N×1维空间源信号的频谱，N(ω)为M×1维噪声信号的频谱，A为M×N维阵列流型矩阵：

A＝[a₀(ω),a₁(ω),…,a_k(ω),…,a_N-1(ω)]

其中，a_k(ω)为第k个信号的导向矢量，N为信源数，M为阵元数；

对于均匀线列阵：

其中，k＝0,1,...,N-1，为第k个信号的入射角度，d为阵元间距，j为复数因子，c为水下声速，[·]^T为矩阵转置运算。

3.根据权利要求1所述方位观测数据的野值实时剔除方法，其特征在于：步骤2中采用自适应波束形成MVDR方法或者高分辨空间谱估计MUSIC方法计算不同时刻阵列接收信号的空间谱，空间谱谱峰对应的方位即为目标方位。

4.根据权利要求1所述方位观测数据的野值实时剔除方法，其特征在于：采用自适应波束形成MVDR方法计算不同时刻阵列接收信号的空间谱：

其中，P_MVDR(θ)为空间谱，θ为扫描方位，a(θ)为导向向量，[·]^H为共轭转置，R^-1为接收信号协方差矩阵的逆矩阵；搜索空间谱谱峰得到目标方位，对不同时刻阵列接收信号重复这一处理过程，得到一组方位观测数据。

5.根据权利要求1所述方位观测数据的野值实时剔除方法，其特征在于：步骤1中基阵为线列阵或圆柱阵或其他任意阵型。