虚拟阵列平移法解相干信号ESPRIT算法

目标方位估计(DOA)的众多算法中,ESPRIT是一种运算速度快、精度高的常用算法,但它不能解相干信号.提出一种基于虚拟阵列平移方法的解相干信号的ESPRIT算法,解决了常规ESPRIT算法不能解相干的问题,和解相干的空间平滑算法相比,不损失直线阵列的孔径,使M元直线阵可估计相干信号源数目达到M个.该方法适用于所有信号(非相干和相干信号)的目标方位估计.     

改进MUSIC算法超音速空速估计

为实现超音速气流基于声矢量传感器的空速测量,在分析马赫锥内等效声源特性的基础上,提出基于时空扩展改进MUSIC算法的空速估计算法,建立了声矢量传感器阵列模型和声波在超音速稳定气流中的传播模型,通过等效声源改进MUSIC算法实现超音速空速估计,并针对算法运算量大的问题提出快速算法。实验结果表明,所提算法能够准确地估计超音速空气流动速度,快速算法在损失较少精度情况下极大提高算法的实时性。     

基于垂直阵列的相干信源二维测向新方法

针对远场窄带相干信源的二维DOA估计问题,提出了一种基于垂直阵列的解相干算法,利用垂直阵列模型特性,在3个线性子阵列进行分维处理运算。在每一个维度,运用空域平滑算法构建数据协方差矩阵实现解相干,并结合ESPRIT算法分别估计信源与各线阵的夹角,利用其中一个角度来组合其他两个角度,实现参数配对。仿真实验结果显示,相较于空域平滑DOA矩阵法,算法的稳定性、估计精度都较高,适用于低信噪比和短快拍情况。     

声矢量阵降维平行因子模型及方位估计方法

针对原有的声矢量阵三阶PARAFAC(平行因子)模型维数高、参数求解过程运算量大的缺点,建立了一种降维的PARAFAC模型。将声矢量阵看作空间共点的声压传感器子阵和振速传感器子阵,计算各子阵输出数据的自协方差,并构造了三阶张量,最后证明该张量满足三阶PARAFAC模型并利用交替迭代算法估计声源参数。仿真和实测数据表明:该方法可以用于多目标方位估计且估计精度优于超分辨率的ESPRIT算法。     

多矢量水听器低频近场目标协同定位算法

针对水下小平台难以实现低频近场目标定位的问题,研究了基于多个矢量水听器的协同定位算法。算法将多个矢量水听器视为不同的观测点,利用矢量水听器阵列流型特点估计出目标相对于不同观测点的方位角,根据这些方位角信息利用正交矢量算法对近场目标进行定位,避免了多维搜索过程,减少了计算量。仿真结果表明,算法能够准确地定位低频近场目标,有效地提高定位精度。     

基于矢量水听器的水下目标定位系统

单个矢量水听器测量目标俯仰角精度不高,且不能对目标距离进行估计,针对此问题,提出了一种结合矢量水听器和声压水听器的三元阵被动定位新方法.利用矢量水听器获得的声强信息,采用直方图估计法进行目标方位估计;利用三元垂直线阵获得的时延信息,进行目标俯仰角和距离估计,从而实现了对目标的定位.对算法进行了仿真验证并搭建定位系统进行...     

低信噪比条件下改进ESPRIT方法

在低信噪比时,针对估计信源DOA实时性的问题,提出了一种新的适合于ESPRIT算法的多级维纳滤波器(MSWF)结构,找到了一种能判别信号子空间的方法。首先将多级维纳滤波器(MSWF)与ESPRIT算法相结合,采用多级维纳滤波器(MSWF)的前向递推,得到子空间,不需要通过特征值分解。低信噪比时,针对噪声子空间泄漏到信号子空间的现象,提出一种判别方法,找到了更精确的信号子空间,结合ESPRIT方法实现信号的DOA估计。由于该算法实现了真实的信号子空间的判断,因此,比传统基于MSWF算法具有更高地估计精度。特别是在低信噪比时,增强了算法的实用性,仿真结果证明了算法的有效性。     

基于空间差分平滑的非相关与相干信源数估计

针对非相关信源与相干信源共存时信源数估计问题,提出了一种新的基于空间差分平滑的信源数估计算法。该算法首先利用SORTE法估计相互独立信源个数,结合非相关信源阵列导向矢量与噪声子空间正交关系特性,实现非相关信源数估计;其次基于空间差分法消除非相关信号并构造新矩阵,利用构造矩阵进行前向空间平滑,实现对相干信源解相干;最后利用SORTE法得到相干信源数估计。仿真实验结果验证了该算法的有效性。     

无需信源数目的相干信号方位估计算法

针对空间平滑MUSIC算法会损失阵列的有效孔径且需要信源先验数目的问题,提出了一种新算法.该算法从矢量重构的思路出发,通过对接收数据协方差矩阵的最大特征向量进行矢量重构,即可实现不损失阵列孔径的解相干处理,同时利用全空间加权MUSIC算法,实现了信源数目未知下的相干信号准确定位.仿真结果证实了该方法的有效性.     

基于矢量最优估计的稳健测向方法

为了弥补阵列天线导向矢量失配和相位测量噪声对测向性能的影响,提出基于矢量最优估计的稳健测向方法。区别于传统相关干涉仪测向方法,该方法基于阵列系统的二阶统计特性和锁相环原理对来波信号导向矢量进行最优估计,然后借鉴相关干涉仪原理确定来波信号方向。仿真分析表明,该方法弥补了阵列天线系统误差和测量相位随机噪声的影响,可以实现来波信号方向的准确测量。     

相干信号源DOA估计改进ESPRIT算法研究

在目标方位估计(DOA)的众多算法中,ESPRIT是一种运算速度快、精度高的常用算法,但它不能解相干信号。提出一种基于观测数据直接空间平滑的改进型ESPRIT算法,解决了常规ESPRIT算法不能解相干、对信噪比要求高等问题。该方法适用于所有信号(非相干和相干信号)的目标方位估计。     

一种快速的矢量脱靶量测量算法

为了满足一些矢量脱靶量测量系统实时性的要求,提出了一种快速的矢量脱靶量测量算法.测量中使用了一个小型天线阵列,基于快速傅里叶变换算法,雷达回波的多普勒频率和不同天线接收信号的相位差能够快速地被估计出来,进一步利用非线性优化的方法估计出目标的矢量脱靶量参数.计算机仿真结果表明,该方法原理正确,能够满足实时要求.     

MEMS矢量传感器方位估计误差分析

为提高MEMS仿生矢量传感器的定位精度,对其误差来源进行分析。对于单个矢量传感器,误差来源于其自身灵敏度不一致及流噪声的影响。提出通过分段插值来绘制线性曲线、选用差分测量结构和调整两路输出信号的大小使灵敏度一致;对于流噪声产生的误差,提出一种加聚氨酯导流罩的新结构,可以使水听器抑制流噪声的能力较之前提高20 dB。对阵列而言,选取不同阵元数进行仿真对比分析,得出随着阵元数的增加,水声传感器阵列DOA估计的准确度会随之增高,分辨力也随之增强。通过对影响MEMS矢量传感器方位估计的误差来源进行分析,进一步提出解决方案,为提高其定位精度提供了有力的科学支撑,从而为MEMS矢量传感器的工程化应用奠定了坚实的基础。     

两级滤波结构的导航卫星天线阵抗干扰算法

干扰和多径是影响接收机导航定位性能的两个主要因素。针对卫星导航接收机的抗干扰问题,提出了一种基于两级滤波结构的卫星导航天线阵抗干扰算法。第一级滤波采用功率倒置算法抑制干扰,通过相关解扩提高卫星信号的信噪比,并估计出其空间特征矢量。第二级滤波用估计得到的卫星信号空间特征矢量对第一级滤波输出信号进行加权处理,从而形成指向卫星信号方向的主波束来进一步提高信噪比。仿真结果表明,该算法的性能明显优于功率倒置算法,且非常接近传统的波束形成算法,不需要阵列校正以及姿态测量单元辅助,其实现代价远小于传统的波束形成算法。     

一种新的二进制检测传感器网络定位跟踪方法

根据同时检测到目标的两个传感器节点对目标进行定位的特点,提出了一种适用于二进制检测传感器网络的改进质心定位法;给出了一种基于线性最小二乘估计的目标跟踪算法,并结合质心定位法和改进质心定位法,得到了目标运动的航速和航向。仿真表明:改进的质心定位法相比于质心定位法,具有更高的定位精度;基于线性最小二乘估计的目标跟踪方法可以获得较为准确的目标航速和航向。     

非平稳噪声背景下DOA分步估计方法研究

针对相干和非相干信源同时存在的情况,结合斜投影理论和互相关矢量Toeplitz矩阵重构(CVTR)的方法,提出一种新的信源DOA分步估计方法。该方法把相干信源和非相干信源分开分辨,对相干信源用CVTR方法来恢复为满秩,避免了常规平滑算法阵列孔径损失大、运算量大的缺点;用斜投影算子而非差分方法对信源进行分离,不受相关矩阵须为Toeplitz结构的限制,使得算法可适用于任意阵列结构形式。这种分步分辨思路可有效增强信源过载能力,同时在互相关矢量Toeplitz矩阵重构过程中,可把非平稳噪声协方差矩阵转换成白噪声结构,使得算法对非平稳噪声有较好的适应能力。     

近场非合作源MIMO雷达多目标定位与信道估计

研究了多输入多输出(MIMO)雷达系统,在收发非合作的情况下,通过两个阶段的处理分别对空间多个近场源进行定位,并对MIMO雷达的发射信号与衰落矢量矩阵等参数进行信道估计.由于在近场条件下,常规的阵列信号处理算法不再适用,因此在第1阶段利用了四阶累积量联合估计算法对近场源的距离、频率和到达角(DOA)进行估计,第2阶段中则利用盲源分离(BSS)算法对衰落矢量矩阵及发射信号完成估计.仿真结果证明了整个系统过程的有效性.     

一种改进的跳频信号频率估计算法

信号的信噪比较低时,旋转不变信号参数估计技术（Estimated Signal Parametersvia Rotational Invariance Technique,ESPRIT）算法的频率估计性能明显下降,针对这一问题,提出了一种基于ESPRIT的改进算法。该改进算法在基于ESPRIT的噪声抑制（Noise Suppressed based on ESPRIT,NS—ESPRIT）算法的基础上,利用DFT谱中的,个局部最大值点,缩小基于互相关矩阵迹模值曲线的ESPRIT算法中口的选择区域,在降低计算复杂度的同时,也有效地减弱了噪声对信号频率估计的影响。理论分析和仿真结果证明了该改进算法的可行性和有效性。     

低频小尺寸高精度空中运动目标定位算法

提出了一种基于声矢量传感器的低空目标定位方法,在小尺寸阵元和低频条件下,对空中目标的精确定位进行了仿真实验研究.采用实测的空中目标辐射的噪声信号对算法进行了分析,研究了不同信噪比和积分时间对定位算法的影响.研究结果表明,矢量传感器定向误差与波达方向无关;当矢量传感器尺寸为0.2m,积分时间50ms,信噪比10dB时,对实测的某型低空目标信号仿真,单个矢量传感器定向误差为1.2°,系统定距误差与传统的声压传感器定位系统相比,其阵元尺寸减小了一个数量级,而定位精度尚有较大提高.     

基于四阶累积量阵列扩展的稀疏分解方法

提出了一种基于四阶累积量稀疏表示的估计方法,解决信号数多于阵元数时的DOA估计问题。该方法首先构造了包含所有DOA信息的最小冗余矢量,利用扩展阵列的最小冗余导向矢量构造完备字典减小完备字典的复杂度;然后利用L1范数作为稀疏约束条件建立稀疏模型进行DOA估计。理论分析和仿真实验,验证了该方法能够估计出的信号个数大于阵元数目,可直接应用于相干信号,比MUSIC-like算法具有更好的性能。