[发明专利]一种基于非声学测量的拖线阵阵形估计方法

权利要求书

1.一种基于非声学测量的拖线阵阵形估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，建立water-pulley模型估计误差导致的阵增益损失与阵形畸变程度之间的映射关系；

S2，根据阵形畸变程度，融合water-pulley模型和插值拟合方法估计拖线阵阵形，得到阵形估计结果。

2.根据权利要求1中所述的基于非声学测量的拖线阵阵形估计方法，其特征在于，步骤S1具体包括；

S101，根据拖线阵物理属性，在拖线阵回转机动模式下，对无因次振荡频率间隔取值，并基于拖线阵稳态振荡模型计算理论阵形，基于water-pulley模型计算估计阵形；

S102，利用步骤S101中所述的理论阵形和估计阵形计算water-pulley模型，估计各无因次振荡频率误差导致的阵增益损失，利用理论阵形计算实际阵形畸变程度；

S103,根据可容忍的最大阵增益损失，建立阵增益损失与实际阵形畸变程度之间的映射关系。

3.根据权利要求2中所述的基于非声学测量的拖线阵阵形估计方法，其特征在于，步骤S2具体包括；

S201，利用拖船当前及历史时刻的位置关系，基于water-pulley模型实时计算阵元位置坐标，进而计算各阵元位置的沿阵切线方向；

S202，利用阵中嵌入的航向传感器实际测量数据计算当前阵形畸变程度，根据阵形畸变程度与融合系数之间的映射关系计算融合系数，进而将water-pulley模型和插值拟合方法相融合，估计拖线阵阵形，得到阵形估计结果。

4.根据权利要求3中所述的基于非声学测量的拖线阵阵形估计方法，其特征在于，步骤S1中的阵形畸变程度通过如下公式计算，

其中，N表示航向传感器个数；h_n表示第n个航向传感器位置处的沿阵切线方向，单位为度，范围为(-180,180]；d_n-1,n表示第n-1个航向传感器至第n个航向传感器的沿阵轴向距离；n∈[1，N],N＞2。

5.根据权利要求4中所述的基于非声学测量的拖线阵阵形估计方法，其特征在于，阵形畸变程度与融合系数的映射关系为，

其中，q表示融合系数，D_max表示可容忍的最大阵增益损失对应的阵形畸变程度，D_trans表示过渡带宽度；D表示阵形畸变程度。

6.根据权利要求5中所述的基于非声学测量的拖线阵阵形估计方法，其特征在于，water-pulley模型和插值拟合方法相融合的阵形估计方法通过如下公式计算，

Y＝X+qK(H-ΦX)；

其中，Y表示估计结果，即沿阵轴向间隔1米各点的沿阵切线方向；

X表示water-pulley模型估计的沿阵轴向间隔1米各点的沿阵切线方向；

中仅有(1,1),(1+d_1,2,2),(1+d_1,2+d_2,3,3),…,(1+d_1,2+d_2,3+…+d_N-1,N,N)元素为非零值1；

H^T＝[h₁,h₂,…,h_N]；

其中，H表示航向传感器测量值的集合，K表示扩展矩阵，T标志矩阵转置符号，H、K均由转置矩阵计算得出。

7.根据权利要求2所述的基于非声学测量的拖线阵阵形估计方法，其特征在于，步骤S101-步骤S103基于离线，步骤S201-步骤S202基于在线。