[发明专利]一种转弯机动运动目标速度估计方法

权利要求书

1.一种转弯机动运动目标速度估计方法，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，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，通过空间谱估计获取目标的方位观测数据；

步骤2，观测平台匀速运动，机动前后目标匀速运动，根据步骤1获取的方位观测数据，估计机动前后目标相对速度；

其中，矩阵

其中，p₁表示机动前目标相对速度，A₁表示机动前数据矩阵，Z₁表示机动前观测向量，(·)^-1表示取逆，(·)^T表示矩阵转置，p₂表示机动后目标相对速度，A₂表示机动后数据矩阵，Z₂表示机动后观测向量，t_j1表示测量时刻，β_j1为t_j1时刻的方位观测量，

j1＝1,2，…，p,或者，j1＝q,q+1,q+2，…，N，t_m为机动时刻，m为整数，t_p＜t_m，t_q＞t_m，t_p为机动前的第p时刻，p为整数，t_q为机动后的第q时刻，q为整数，t_N为第N时刻，N表示观测样本总长度；

步骤3，估计目标速度；对于转弯机动运动目标，机动前后目标速度为:

其中，v′_T＝(v′_Tx，v′_Ty)和v″_T＝(v″_Tx，v″_Ty)分别为机动前后目标速度的估计，λ为比例系数，v_O＝(v_Ox，v_oy)为观测平台的速度。

2.根据权利要求1所述转弯机动运动目标速度估计方法，其特征在于：步骤1中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(β)为空间谱，β为扫描方位，为第k个频点接收信号协方差矩阵的逆矩阵，a_k(β)为第k个频点的导向向量，

[·]^H为共轭转置，f_k为第k个频点的频率，c为声速，j为虚数单位，d为阵元间距，M为阵元间距；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。

3.根据权利要求2所述转弯机动运动目标速度估计方法，其特征在于：步骤1中t_k时刻的方位观测量表示为

其中，β_k为t_k时刻的方位观测量，ε_k为测量误差，ε_k是均值为0且方差为σ²的高斯噪声，(x_T(t_k)，y_T(t_k))为t_k时刻目标的坐标，(x_O(t_k)，y_o(t_k))为t_k时刻观测平台坐标，且

其中，t^*为参考时刻，(v_Tx，v_Ty)表示目标速度，(v_ox，v_oy)表示观测平台的速度。

4.根据权利要求3所述转弯机动运动目标速度估计方法，其特征在于：其中，||·||表示取模，(·)^T表示转置。