[发明专利]一种基于立体阵的超短基线定位方法、装置及电子设备

说明书

本发明公开了一种基于立体阵的超短基线定位方法、装置及电子设备，该方法包括控制发射阵元发射单频连续脉冲，单频连续脉冲在不同时隙填充有不同频率的脉冲；获取各接收阵元接收到的反馈信号，并基于瞬时频率方差门限值筛选各反馈信号，得到有效信号；计算同一频率下各接收阵元对应的有效信号之间的时延数据，基于时延数据生成目标位置信息。本发明实现了通过处于不同平面的多个交叉阵形成的立体阵来接收反馈回来的脉冲信号，在垂向上增加一个维度，提高阵元的冗余，进而提高定位精度。

技术领域

本申请涉及水声通信技术领域，具体而言，涉及一种基于立体阵的超短基线定位方法、装置及电子设备。

背景技术

声波是最有效的水下远距离传播的信息载体。声学定位系统分为长基线、短基线和超短基线三类。超短基线的接收传感器就类似于人类的耳朵，两耳之间的距离就相当于基线。超短基线定位系统工作原理就是在水下被定位的目标上，安装声信标，水上的船体安装超短基线基阵，声信标发出声信号，超短基线系统接收到信号后测算出目标的方位及距离。目前的超短基线定位方式只能对单一目标进行定位，且由于在水下进行信号传输时干扰项较多，导致实际的定位精度不高，存在较大误差。

发明内容

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种基于立体阵的超短基线定位方法、装置及电子设备。

第一方面，本申请实施例提供了一种基于立体阵的超短基线定位方法，应用于一种立体阵，所述立体阵包括发射阵元以及至少两个处于不同平面的交叉阵，所述交叉阵包括至少三个接收阵元，所述方法包括：

控制所述发射阵元发射单频连续脉冲，所述单频连续脉冲在不同时隙填充有不同频率的脉冲；

获取各所述接收阵元接收到的反馈信号，并基于瞬时频率方差门限值筛选各所述反馈信号，得到有效信号；

计算同一频率下各所述接收阵元对应的所述有效信号之间的时延数据，基于所述时延数据生成目标位置信息。

优选的，所述获取各所述接收阵元接收到的反馈信号，并基于瞬时频率方差门限值筛选各所述反馈信号，得到有效信号，包括：

获取各所述接收阵元接收到的反馈信号；

基于LMS算法对所述反馈信号进行自适应滤波，确定滤波带宽并得到第一信号；

基于滤波带宽确定瞬时频率方差门限值与均值门限值，并基于所述第一信号的权函数对应的相位函数计算所述第一信号的瞬时频率方差与均值；

根据所述瞬时频率方差门限值与均值门限值筛选各所述第一信号，得到有效信号。

优选的，所述获取各所述接收阵元接收到的反馈信号，并基于瞬时频率方差门限值筛选各所述反馈信号，得到有效信号之后，还包括：

计算各所述有效信号的包络输出幅值，并将所述包络输出幅值小于预设幅值的所述有效信号筛除。

优选的，所述计算同一频率下各所述接收阵元对应的所述有效信号之间的时延数据，包括：

当各所述接收阵元均存在同频有效信号时，计算同一所述交叉阵中两两所述同频有效信号之间的时延数据，所述同频有效信号为频率相同的所述有效信号。

优选的，所述基于所述时延数据生成目标位置信息，包括：

基于各所述有效信号的接收时长计算定位目标与各接收阵元之间的斜距，并根据时延数据计算所述定位目标的方位角；

根据所述斜距与方位角计算所述定位目标的坐标信息；

整合各所述坐标信息，得到目标位置信息。

优选的，所述整合各所述坐标信息，得到目标位置信息，包括：