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基于压缩感知聚焦波束形成的噪声源定位方法研究
| 论文题名： | 基于压缩感知聚焦波束形成的噪声源定位方法研究 |
| 关键词： | 潜水艇;压缩感知;噪声源定位;聚焦波束形成;矢量阵信号处理 |
| 摘要： | 随着潜艇减振降噪技术的蓬勃发展，作为提高潜艇声隐身性能的一项关键技术-噪声源定位识别技术的工作区域趋于近场，因此研究近场噪声源定位识别技术有着非常重要的意义，而传统的声聚焦技术由于无法直接处理相干源信号、需要较高的信噪比等因素，其应用范围受到很大限制。本文主要从压缩感知理论出发，利用目标声源在空间区域的稀疏性，结合矢量阵信号处理以及聚焦波束形成技术，建立基于压缩感知的矢量阵聚焦波束形成噪声源定位方法，本文的主要内容概括如下： 1.详细说明了所研究课题的研究背景及意义，介绍了声聚焦定位识别技术以及压缩感知理论的国内外研究现状，特别介绍了其在阵列信号处理、声源定位等与研究课题息息相关的研究现状；利用压缩感知在阵列信号处理中的优势以及该理论的特点，将压缩感知应用到噪声源定位方法研究中。 2.从信号的稀疏表示、测量矩阵的构建和信号稀疏重构算法三个方面详细的阐述压缩感知的基础理论，分析其用于声源定位中的可行性；在稀疏重建算法部分比较了贪婪算法和凸优化算法的优缺点；最后着重介绍了稀疏信号能够稀疏重构的依据：RIP特性和MIP特性。 3.从压缩感知理论出发,利用目标声源在空间区域的稀疏性,建立基于压缩感知矢量阵聚焦波束形成噪声源定位算法的数学模型,通过大量仿真对比分析该算法在单声源、相干声源、非相干声源情况下的定位性能；最后通过仿真试验分析了字典细化对算法分辨力以及定位精度的影响。 4.将两种不同的稀疏重构方法应用到基于压缩感知矢量阵声聚焦定位算法中-L1-SVD算法与L1-SRACV算法，详细介绍了两种方法的核心思想以及求解步骤，并通过仿真试验比较两种算法的运算速度；针对相干源和非相干源两种情况，通过大量的仿真试验对比分析两种算法在不同信噪比、不同阵元数、不同快拍数的定位成功率和定位精度。 5.针对本文所提算法开展试验研究，通过对试验数据的处理验证文中所提算法的可行性和有效性，为实际工程应用奠定试验基础。 |
| 作者： | 张璐 |
| 专业： | 水声工程 |
| 导师： | 时洁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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