[发明专利]一种基于协方差扩展PM算法的波达方向估计方法

权利要求书

1.一种基于协方差扩展PM算法的波达方向估计方法，其特征在于：波达方向估计方法包括如下步骤：

步骤一、长度为N的水听器阵列的接收实数据向量其中m＝1,2,…,M表示水听器阵元序号，对x_m进行希尔伯特变换，将阵列接收数据转换为复数据

步骤二、将水听器阵列接收复数据排列成矩阵形式根据水听器阵列接收复数据矩阵X计算阵列接收数据的协方差矩阵

步骤三、对水听器阵列数据协方差矩阵进行预处理，原理是将主对角线以及与主对角线平行的各斜列数据求平均值：其中n＝0,1,…,M-1，令然后构造新的协方差矩阵

步骤四、对协方差R_Tp进行特征值分解，根据目标个数K确定信号特征值分别为λ₁,…,λ_K，以及信号特征值对应的特征向量u₁,…,u_K，由信号特征值构成对角阵由其特征向量构造信号子空间数据矩阵U_S，取U_S的前M-1行得到U_S1，取U_S后M-1行和U_S2；

步骤五、根据矩阵U_S、U_S1和U_S2分别计算出协方差其中“+”表示求解矩阵的广义逆矩阵，利用矩阵R₁，R₂，R₃和R_Tp构造一个数据协方差矩阵R；

步骤六、对协方差矩阵R进行分块，前K列为G,剩余部分为H，则协方差矩阵可以表示为R＝[G H]；

步骤七、利用矩阵G、H求解矩阵P＝(G^HG)^-1G^HH，然后利用矩阵P构造矩阵Q＝[P^H,-I_2M-K]；

步骤八、根据水听器阵列结构，计算水听器阵列流型向量然后计算其中表示克罗内克积运算符；

步骤九、计算目标空间谱估计值

步骤十、对空间谱进行谱峰搜索，空间谱极值对应的角度即为目标的入射角的估计值。