一种二维振速梯度水听器的被动目标相关检测方法

摘要

本发明公开了一种二维振速梯度水听器的被动目标相关检测方法。该方法利用振速水听器的接收数据，先计算出中心点处的振速和振速梯度，后对二者进行互相关处理，利用互相关处理器的输出来检测是否存在被动目标，并根据不同角度上检测概率的分布粗略估计目标的方位。有益效果是：本发明充分利用了振速和振速梯度的指向性，以及噪声及目标信号振速与振速梯度信息相关性的差异性特点，降低了被动目标的可检测信噪比，从而有效的提高被动目标的探测距离。本发明方法对水下弱目标的远程探测与参数估计均有重要意义，可以在浮标、潜标、鱼探仪、水下航行器、水下定位与导航等产品中应用。

主权项

一种二维振速梯度水听器的被动目标相关检测方法，包括如下步骤：步骤一：将二维振速梯度水听器八个通道的接收数据v_xi、v_yi(i＝1,2,3,4)，通过希尔伯特变换器转换成复数信号(i＝1,2,3,4)；步骤二：对四个通道的x轴复振速信号(i＝1,2,3,4)求平均，求取振速梯度水听器中心点处x轴方向振速步骤三：对四个通道的y轴复振速信号(i＝1,2,3,4)求平均，求取振速梯度水听器中心点处y轴方向振速步骤四：利用八通道振速复信号(i＝1,2,3,4)求振速梯度水听器中心点处横向振速梯度和纵向振速梯度步骤五：利用引导方向α，对振速梯度水听器中心点处振速分量进行加权处理，得到合成振速${\tilde{v}}_c\left(\alpha \right)={\tilde{v}}_{ox}cos\alpha +{\tilde{v}}_{oy}sin\alpha ;$步骤六：利用引导方向α，对振速梯度水听器中心点处横向振速梯度和纵向振速梯度进行加权处理，得到合成振速梯度${\tilde{d}}_c\left(\alpha \right)=\partial {\tilde{v}}_x/\partial {\mathrm{xcos}}^2\alpha +\partial {\tilde{v}}_y/\partial y{\sin }^2\alpha +(\partial {\tilde{v}}_x/\partial y+\partial {\tilde{v}}_y/\partial x)cos\alpha sin\alpha ;$步骤七：对M个采样点的合成振速与合成振速梯度进行相关处理，得到被动目标的检测统计量$D(\alpha ,M)=\underset{n=1}{\overset{M}{\Sigma }}\left|\right|{\tilde{v}}_c(\alpha ,n)·{\tilde{d}}_c(\alpha ,n)\left|\right|;$步骤八：根据系统要求的最大虚警概率P_f和上述检验统计量D(α,M)，在噪声环境中计算出不同引导方位上的检测门限D_th(α,M)；步骤九：实时计算D(α,M)，将D(α,M)与D_th(α,M)进行比较，如果D(α,M)＞D_th(α,M)，则目标存在，反之目标不存在，并在不同的α上进行扫描，根据成功检测概率的分布粗略估计目标的方位。