[发明专利]基于二维正交非均匀线阵的水下波达方向估计方法与装置

摘要

本发明公开了一种基于二维正交非均匀线阵的水下波达方向估计方法与装置，本方法先对非均匀线阵的导向矩阵进行相位补偿，得到非均匀线阵对应的均匀线阵的导向矩阵，然后利用ESPRIT算法对此均匀线阵的导向矩阵进行DOA估计迭代，得到两个非均匀线阵所对应的均匀线阵上的旋转算子，再利用从目标反射回来的声波在非均匀正交线阵上形成的方向角之间关系，推导出含有两个旋转算子且不含声速的波达方向角的表达式，最后将两个旋转算子的值代入表达式中从而求得最终方向角的大小。本发明在算法过程中消去信号在介质中的传播速度，从而排除了速度对算法结果的影响，可在复杂水声环境下进行测量，使得其实用性更高，并且目标定位的精度也更高。

主权项

一种基于二维正交非均匀线阵的水下波达方向估计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、推导水平非均匀线阵和竖直非均匀线阵的接收信号模型；S2、结合接收信号模型推导水平非均匀线阵和竖直非均匀线阵的相位补偿矩阵；S3、求水平非均匀线阵和竖直非均匀线阵的初始相位补偿矩阵；S4、对初始相位补偿后的水平接收信号阵列和竖直接收信号阵列进行迭代，得到最终的水平旋转算子Φx和竖直旋转算子Φy的值；S5、推导声波在水平非均匀线阵上的方向角θx和在竖直非均匀线阵上的方向角θy之间的关系；S6、根据声波在水平非均匀线阵上的方向角θx和在竖直非均匀线阵上的方向角θy之间的关系，以及最终的水平旋转算子Φx和竖直旋转算子Φy的值，求出方向角θx的最终大小。