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利用最小冗余对称阵列的近场源定位算法
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作者 校松 陈辉 +2 位作者 倪萌钰 倪柳柳 张佳佳 《西安电子科技大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第6期123-129,共7页
在阵元数目有限的情况下,针对近场源定位中的阵列孔径和阵元数损失问题,文中突破阵元间距为1/4波长的限制,提出了基于最小冗余对称阵列的协方差矩阵重构算法.该算法构建只与方位角有关的四阶累积量矩阵,通过多重信号分类算法来估计信号... 在阵元数目有限的情况下,针对近场源定位中的阵列孔径和阵元数损失问题,文中突破阵元间距为1/4波长的限制,提出了基于最小冗余对称阵列的协方差矩阵重构算法.该算法构建只与方位角有关的四阶累积量矩阵,通过多重信号分类算法来估计信号方位角;然后根据估计出的信号角度在距离维上进行搜索,估计出距离参数.该算法扩展了阵列的孔径,提高了阵列的自由度.仿真结果表明,该算法可以估计更多的信源数目,拥有较高的估计性能和空间分辨率,且只需进行一维搜索,避免了二维参数配对. 展开更多
关键词 阵列信号处理 近场源定位 最小冗余对称阵列 高阶累积量
全文增补中
统计最优柱面近场声全息参数选取方法研究 预览
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作者 李彪 李希友 +1 位作者 王志强 刘兴华 《舰船科学技术》 北大核心 2018年第3期120-127,共8页
针对柱面统计最优近场声全息声源定位技术实船应用问题,研究建立近场声全息实用化参数选取方法。根据扫描法测量全息面复声压获取方式及柱面统计最优近场声全息算法数学模型,通过理论计算,获取与分析影响声源定位精度的近场声全息测量... 针对柱面统计最优近场声全息声源定位技术实船应用问题,研究建立近场声全息实用化参数选取方法。根据扫描法测量全息面复声压获取方式及柱面统计最优近场声全息算法数学模型,通过理论计算,获取与分析影响声源定位精度的近场声全息测量系统参数和信息处理过程参数及其影响关系,确定测量系统参数与信息处理参数选取方法,建立柱面统计最优近场声全息实用化信息处理技术。通过数值仿真与模型试验,验证参数选取方法的有效性,为实船机械声源近场声全息定位提供实用化参数选取依据。 展开更多
关键词 统计最优 近场声全息 声源定位
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基于多项式求根的近场源定位算法 预览
3
作者 校松 倪萌钰 +1 位作者 陈辉 倪柳柳 《空军预警学院学报》 2018年第6期415-419,共5页
针对阵元数目一定时采用最小冗余对称阵列模型能使阵列间距不局限在四分之一波长的特点,提出了基于多项式求根的近场源定位算法.该算法构建一个特殊四阶累积量矩阵,通过远场求根MUSIC算法估计信号角度;然后分离角度与距离参数,在非均匀... 针对阵元数目一定时采用最小冗余对称阵列模型能使阵列间距不局限在四分之一波长的特点,提出了基于多项式求根的近场源定位算法.该算法构建一个特殊四阶累积量矩阵,通过远场求根MUSIC算法估计信号角度;然后分离角度与距离参数,在非均匀阵列基础上采用多项式求根算法估计出距离参数;最后进行了仿真.仿真结果表明,该算法避免了阵列孔径损失,可以估计较多信源;与其他算法相比,该算法具有较高的估计精度和分辨率,且不需进行谱峰搜索,减少了计算复杂度. 展开更多
关键词 阵列信号处理 近场源定位 累积量 多项式求根
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加权稀疏信号重构的近场源定位方法 预览 被引量:2
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作者 李双 刘骁 +1 位作者 胡顺仁 何为 《声学技术》 CSCD 北大核心 2017年第1期75-80,共6页
针对近场源定位问题,提出了一种使用加权L1范数优化进行稀疏信号重构的近场源定位方法。该定位方法分步完成目标的方位和距离估计。为了避免二维优化问题出现,首先利用均匀线阵的对称特性,通过菲涅尔近似,将二维参数估计的近场定位问题... 针对近场源定位问题,提出了一种使用加权L1范数优化进行稀疏信号重构的近场源定位方法。该定位方法分步完成目标的方位和距离估计。为了避免二维优化问题出现,首先利用均匀线阵的对称特性,通过菲涅尔近似,将二维参数估计的近场定位问题转换为类远场阵列的一维参数估计问题,接着将该一维参数估计问题转换为稀疏信号重构问题,通过类MUSIC权向量的构造,使用加权L1范数优化方法重构稀疏空间谱得到目标波达方向;在得到信号波达方向之后,再利用稀疏信号重构的思想求解信号源到阵列的距离。最后,通过数字仿真验证了算法在估计精度和分辨率等方面的优良性能。 展开更多
关键词 波达方向估计 距离估计 近场源定位 加权稀疏信号重构
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基于压缩感知的矢量阵聚焦定位方法 预览 被引量:5
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作者 时洁 杨德森 +2 位作者 时胜国 胡博 朱中锐 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期190-200,共11页
本文针对噪声源近场定位识别问题,利用声源分布在空间域具有稀疏性,在压缩感知理论框架下建立了新体系下的矢量阵聚焦波束形成方法,用于解决同频相干声源的定位识别问题.新方法可在小快拍下准确获得噪声源的空间位置,且不损失对噪... 本文针对噪声源近场定位识别问题,利用声源分布在空间域具有稀疏性,在压缩感知理论框架下建立了新体系下的矢量阵聚焦波束形成方法,用于解决同频相干声源的定位识别问题.新方法可在小快拍下准确获得噪声源的空间位置,且不损失对噪声源贡献相对大小的评价能力.通过详细的理论推导、仿真分析和试验验证,证明了基于压缩感知的矢量阵聚焦定位新方法本质上实现了l_1范数正则化求解下的波形恢复和空间谱估计,因此具有较高的定位精度,较强的相干声源分辨能力、准确的声源贡献相对大小评价能力以及较高的背景压制能力,可应用于水下复杂噪声源的定位识别. 展开更多
关键词 压缩感知 近场 噪声源定位 相干源
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近场目标方位和距离估计的克拉美-罗界研究 预览 被引量:1
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作者 包涛 周德云 +1 位作者 李立欣 胡楚锋 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期758-762,共5页
针对现有单源情况下近场目标定位的窄带克拉美-罗界(Cramér-Rao Bound,CRB)都是基于均匀直线阵模型,且没能全面分析其CRB的特性和具体的影响因素。该文首先推导了基于窄带模型的单源费雪信息矩阵,进而通过求舒尔补和雅克比变换,... 针对现有单源情况下近场目标定位的窄带克拉美-罗界(Cramér-Rao Bound,CRB)都是基于均匀直线阵模型,且没能全面分析其CRB的特性和具体的影响因素。该文首先推导了基于窄带模型的单源费雪信息矩阵,进而通过求舒尔补和雅克比变换,得到非均匀线阵条件下近场测距和测向的非矩阵形式的闭式CRB解析式。通过对该式从阵列相关因素(如阵列结构、阵列孔径等)和目标信号相关因素(如目标信号频率和信噪比等)两方面进行分析,揭示了影响目标角度和距离估计性能的物理因素,为后续阵列及信号的设计提供了理论指导。在最大孔径给定的情况下,可通过设计合理的阵元配置方式,实现最优的测距和测向效果。蒙特卡洛仿真结果验证了理论分析和上述结论的正确性。 展开更多
关键词 信号处理 克拉美罗-界 角度和距离估计 近场 源定位 非均匀线阵 稀布率
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可硬件系统实现的多频近场源定位方法 预览
7
作者 孙晓颖 刘壮 +1 位作者 秦宇镝 刘妍妍 《吉林大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期2080-2086,共7页
基于信号子空间与噪声子空间的正交性,提出了一种适用于多频近场信源方位角和距离联合估计新方法。该方法通过对传感器接收数据进行正交变换获得复数观测矩阵,应用特征值分解的相似变换方法求解复数协方差矩阵的特征值和特征向量,构造... 基于信号子空间与噪声子空间的正交性,提出了一种适用于多频近场信源方位角和距离联合估计新方法。该方法通过对传感器接收数据进行正交变换获得复数观测矩阵,应用特征值分解的相似变换方法求解复数协方差矩阵的特征值和特征向量,构造噪声子空间,考虑到信源信号频谱的特点,建立了适用于多频信号的谱函数,由谱峰搜索获得信源定位结果。本文方法提高了定位系统对多频信号的适用性,实际定位系统的仿真结果验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 通信技术 阵列信号处理 近场源定位 多频信源 系统实现
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远近场混合循环平稳信源定位方法 预览 被引量:1
8
作者 燕学智 陈磊 +1 位作者 刘国红 刘妍妍 《吉林大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1474-1480,共7页
提出一种基于对称均匀线阵与二阶循环统计量相结合的远近场混合源定位新方法。该方法首先将均匀线阵划分为两个对称子阵,获得仅包含方位角信息的旋转矩阵,以此为基础,构造谱峰搜索函数,实现远场源和近场源角度的同时估计,将获得的方位... 提出一种基于对称均匀线阵与二阶循环统计量相结合的远近场混合源定位新方法。该方法首先将均匀线阵划分为两个对称子阵,获得仅包含方位角信息的旋转矩阵,以此为基础,构造谱峰搜索函数,实现远场源和近场源角度的同时估计,将获得的方位角信息代入二维MUSIC谱函数,实现近场源距离估计。所提算法计算复杂度低,估计精度较高,且无需参数配对及二维搜索。均方根误差的仿真结果验证了该算法的有效性。 展开更多
关键词 通信技术 阵列信号处理 远场源定位 近场源定位 循环平稳信源
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基于稀疏信号重构的近场源定位 预览 被引量:6
9
作者 梁国龙 韩博 +1 位作者 林旺生 王丹 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1041-1046,共6页
针对近场源定位问题,提出了一种基于稀疏信号重构的定位方法。该方法通过约束稀疏信号的L1-范数求解优化问题,实现信源的定位。该方法采用一种新的方法约束噪声项系数以求解优化问题,无需噪声的先验知识。为了减小计算量,将近场源... 针对近场源定位问题,提出了一种基于稀疏信号重构的定位方法。该方法通过约束稀疏信号的L1-范数求解优化问题,实现信源的定位。该方法采用一种新的方法约束噪声项系数以求解优化问题,无需噪声的先验知识。为了减小计算量,将近场源二维定位问题转化为两次一维参数估计。通过计算机仿真验证了该方法的性能。 展开更多
关键词 阵列信号处理 近场 源定位 稀疏信号重构
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阵元非均匀高斯噪声背景下近场声源定位方法 预览
10
作者 杨一平 张勇 岳金旺 《河南大学学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2014年第5期595-600,共6页
针对阵元非均匀高斯噪声背景下的近场声源定位问题,研究了最大似然定位方法,并给出克拉美—罗界(CRB),进而为了解决最大似然方法常规求解方法多维参数空间搜索的高运算复杂度问题,提出了基于对数似然函数的步进迭代方法(SML)和... 针对阵元非均匀高斯噪声背景下的近场声源定位问题,研究了最大似然定位方法,并给出克拉美—罗界(CRB),进而为了解决最大似然方法常规求解方法多维参数空间搜索的高运算复杂度问题,提出了基于对数似然函数的步进迭代方法(SML)和近似似然函数法(AML).仿真实验表明,SML方法经过较少的迭代即可收敛,SML方法和AML方法的估计精度较高,均方误差(MSE)在较高信噪比条件下逼近CRB. 展开更多
关键词 近场源 定位 最大似然估计 计算复杂度 克拉美—罗界
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非均匀阵元噪声条件下的近场声源定位 预览
11
作者 侯云山 薛琳 金勇 《信阳师范学院学报:自然科学版》 CAS 北大核心 2014年第1期119-122,共4页
针对常规定位方法在空间非均匀高斯噪声背景下近场声源定位性能下降的问题,基于平面阵建立了近场声源信号模型,推导了空间非均匀阵元噪声条件下求解声源方位和距离信息的最大似然定位方法,并使用连续空间蚁群优化算法,解决了该最大... 针对常规定位方法在空间非均匀高斯噪声背景下近场声源定位性能下降的问题,基于平面阵建立了近场声源信号模型,推导了空间非均匀阵元噪声条件下求解声源方位和距离信息的最大似然定位方法,并使用连续空间蚁群优化算法,解决了该最大似然方法在多维参数空间搜索的高运算复杂度问题,通过仿真实验验证了该方法的可行性和有效性。仿真实验表明,该方法估计精度较高,在低信噪比下方位和距离均方误差都小于常规最大似然方法,并且在高信噪比条件下方位和距离的均方误差都逼近克拉美-罗界。 展开更多
关键词 近场源 定位 最大似然估计 连续空间蚁群优化算法 克拉美-罗界
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近场声源定位的改进最大似然方法研究 预览
12
作者 侯云山 王素芳 金勇 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2013年第7期187-190,共4页
研究近场声源定位性能优化问题,针对常规最大似然方法在空间非均匀高斯噪声背景下定位准确率下降的问题,基于平面阵建立了近场声源信号模型,推导了空间非均匀噪声条件下求解声源方位和距离信息的最大似然定位方法,提出使用引力搜索算法... 研究近场声源定位性能优化问题,针对常规最大似然方法在空间非均匀高斯噪声背景下定位准确率下降的问题,基于平面阵建立了近场声源信号模型,推导了空间非均匀噪声条件下求解声源方位和距离信息的最大似然定位方法,提出使用引力搜索算法解决了以上最大似然方法在多维参数空间搜索的高运算复杂度问题,通过仿真验证了改进方法的可行性和有效性,并说明估计精度较高,在低信噪比下方位和距离的均方误差都小于常规最大似然方法,并且在高信噪比条件下方位和距离的均方误差都逼近克拉美-罗界。 展开更多
关键词 近场源 定位 最大似然估计 引力搜索算法 克拉美-罗界
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统计最优柱面近场声全息识别声发射源研究 预览 被引量:1
13
作者 王秀清 王海燕 张春霞 《声学技术》 CSCD 2013年第3期175-180,共6页
植物在受到病害胁迫时会发出声发射信号。通过声发射信号的采集,以统计最优柱面近场声全息技术为理论依据,进行植物的声源信号识别和声场分析。对单声源和多声源分别进行了仿真分析,通过不断修改全息柱面半径、重建柱面半径和测量点间... 植物在受到病害胁迫时会发出声发射信号。通过声发射信号的采集,以统计最优柱面近场声全息技术为理论依据,进行植物的声源信号识别和声场分析。对单声源和多声源分别进行了仿真分析,通过不断修改全息柱面半径、重建柱面半径和测量点间距等参数,探索获得最佳重建效果的参数范围,同时探讨了窗函数对重建效果的影响。将基于统计最优算法的柱面近场声全息与基于空间傅里叶变换算法的柱面近场声全息进行了比较,仿真结果表明,单声源时基于空间傅里叶变换技术计算的重建面声压幅值相对误差均在10dB以下,而统计最优柱面声全息技术计算的重建面声压幅值相对误差均在15dB以下,多声源时基于空间傅里叶变换技术计算的重建面声压幅值相对误差基本在2dB左右,而统计最优柱面声全息技术计算的重建面声压幅值相对误差在26dB以下,充分表明了统计最优柱面声全息技术的优越性。 展开更多
关键词 统计最优 近场声全息 声发射 声源定位
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均匀圆阵下单个近场源信号四维参数估计快速算法 预览 被引量:3
14
作者 吴云韬 张彦斌 +1 位作者 曹辉 汪海 《武汉工程大学学报》 CAS 2013年第3期75-78,共4页
针对近场源三维参数估计效率低下及信号源的载波频率估计较少的情况,提出了一种基于均匀圆阵(UCA)的近场源四维参数估计快速算法,利用UCA的中心对称结构构造出两个相关序列,其中一个为利用错位相乘构造的相关序列,使之含有信号源... 针对近场源三维参数估计效率低下及信号源的载波频率估计较少的情况,提出了一种基于均匀圆阵(UCA)的近场源四维参数估计快速算法,利用UCA的中心对称结构构造出两个相关序列,其中一个为利用错位相乘构造的相关序列,使之含有信号源的方位角、俯仰角以及载波的频率信息,而另外一个构造的相关序列则含有信号源的距离参数,这样两个相关序列的相位就包含信号的4-D参数信息.首先对利用错位相乘构造的相关序列利用最小二乘方法给出方位角、俯仰角和频率的估计,然后再利用另一个序列估计出距离参数.仿真结果表明该算法和3-DMUsIC算法性能相当,但由于所提算法无需三维搜索和特征分解,因而计算更加简单利于工程实时实现. 展开更多
关键词 近场源定位 最小二乘 重信号分类算法 均匀圆阵
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一种基于四阶累积量的近场源二维参数估计方法 预览
15
作者 于斌斌 《北华大学学报:自然科学版》 CAS 2012年第6期732-736,共5页
提出了一种基于四阶累积量和极化敏感阵列的近场源方位角、距离二维参数联合估计算法,其特点是采用非中心对称均匀线阵,无需参数配对,可直接计算出待估计参数的闭式解,具有较高的估计精度,可应用于加性高斯噪声环境,仿真试验证明了该算... 提出了一种基于四阶累积量和极化敏感阵列的近场源方位角、距离二维参数联合估计算法,其特点是采用非中心对称均匀线阵,无需参数配对,可直接计算出待估计参数的闭式解,具有较高的估计精度,可应用于加性高斯噪声环境,仿真试验证明了该算法是有效的. 展开更多
关键词 近场源定位 四阶累积量 方位角估计 距离估计
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柱面多参考统计最优近场声全息研究 预览 被引量:3
16
作者 程广福 肖斌 +1 位作者 王志伟 刘文帅 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期 90-97,共8页
针对舰艇水下机械噪声源分布集中、相关性强、耦合作用明显等特点,利用柱面多参考统计最优近场声全息,建立舰艇水下机械噪声源的可视化定位技术.该方法集成了多参考点布置、局部声场分解和统计最优近场声全息反演算法等技术.针对该方法... 针对舰艇水下机械噪声源分布集中、相关性强、耦合作用明显等特点,利用柱面多参考统计最优近场声全息,建立舰艇水下机械噪声源的可视化定位技术.该方法集成了多参考点布置、局部声场分解和统计最优近场声全息反演算法等技术.针对该方法,进行了多点相关噪声源定位及多参考点布置等仿真研究,并进行了水下模型的近场声全息试验研究.仿真和试验结果表明:本方法能够实现水下圆柱壳体结构表面噪声源可视化定位,当选择合适的多参考点布置时,例如尽可能地选择靠近且围绕噪声源的多个参考点布置,能够获得最优的声场重构结果. 展开更多
关键词 近场声全息 统计最优近场声全息 噪声源定位 声场重构
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循环平稳声场的声源定位研究 被引量:5
17
作者 陈志敏 朱海潮 毛荣富 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期442-448,共7页
旋转机械产生的辐射声场具有循环平稳特性,传统的平面近场声全息技术无法准确反映其调制特性,往往在边频带上出现虚假的能量的分布.采用循环谱密度取代功率谱密度作为重建物理量,则可准确提取循环平稳声场的调制和载波信息.考虑到循环... 旋转机械产生的辐射声场具有循环平稳特性,传统的平面近场声全息技术无法准确反映其调制特性,往往在边频带上出现虚假的能量的分布.采用循环谱密度取代功率谱密度作为重建物理量,则可准确提取循环平稳声场的调制和载波信息.考虑到循环谱密度的计算量以及特征提取的准确性,提出了循环谱密度组合切片分析法,并分析了加性白噪声对重建的影响.仿真分析及实验结果表明,此方法有较强的噪声抑制能力,全息重建的结果可准确反映声源的位置. 展开更多
关键词 循环平稳声场 近场声全息 噪声源定位
一种修正的近场声源定位时延估计方法 预览 被引量:4
18
作者 杜要锋 尹雪飞 陈克安 《电声技术》 2010年第2期 47-50,81,共5页
时延估计是近场声源定位领域中的一项关键技术。相位转换广义互相关时延估计方法(PHAT-GCC)由于其低的计算复杂度和易于实现的特点使得此方法在实际的被动声定位系统中得到了广泛应用。但是此方法只能在高信噪比和适度混响条件下有较... 时延估计是近场声源定位领域中的一项关键技术。相位转换广义互相关时延估计方法(PHAT-GCC)由于其低的计算复杂度和易于实现的特点使得此方法在实际的被动声定位系统中得到了广泛应用。但是此方法只能在高信噪比和适度混响条件下有较好的性能。针对此问题,给出了一种修正的PHAT—GCC方法。并在不同信噪比和混响环境下与PHAT—GCC方法进行比较,仿真实验表明,修正的方法在较低信噪比下的抗混响性能有所提高。 展开更多
关键词 时延估计 近场 声源定位 广义互相关 混响
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基于稀疏对称阵列的近场源定位 预览 被引量:15
19
作者 刘亮 陶建武 黄家才 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期 1307-1312,共6页
在阵元数目一定的情况下,为了扩大阵列的孔径,本文采用非均匀稀疏对称阵列,其阵元间距不受四分之一载波波长的限制.为了避免由此带来的角度模糊问题和复杂的二维搜索,本文基于降秩思想,提出了近场源波达方向(DOA,Direction Of A... 在阵元数目一定的情况下,为了扩大阵列的孔径,本文采用非均匀稀疏对称阵列,其阵元间距不受四分之一载波波长的限制.为了避免由此带来的角度模糊问题和复杂的二维搜索,本文基于降秩思想,提出了近场源波达方向(DOA,Direction Of Arrival)和距离的无模糊估计方法并且分析了角度估计的模糊性.此方法利用二阶统计量,只需进行一维搜索,且参数自动配对.因此,计算量大大地减少,且在阵元个数有限的情况下,大大地提高了空间分辨率.计算机仿真结果证实了此方法的有效性. 展开更多
关键词 信号处理 近场源定位 降秩 稀疏对称阵列 DOA估计 距离估计 DOA模糊
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基于二阶统计量的近场源三维参数估计方法 预览 被引量:2
20
作者 王波 赵彦平 侯承舜 《吉林大学学报:信息科学版》 2008年第4期 333-337,共5页
针对近场三维参数估计方法计算量大的问题,提出了一种近场源的方位角、仰角和距离的三维参数估计方法。该方法利用在z-z平面十字阵列的结构特点和二阶统计量,估计信源的方位角、仰角和距离参数。将三维参数估计问题转化为多个一维搜... 针对近场三维参数估计方法计算量大的问题,提出了一种近场源的方位角、仰角和距离的三维参数估计方法。该方法利用在z-z平面十字阵列的结构特点和二阶统计量,估计信源的方位角、仰角和距离参数。将三维参数估计问题转化为多个一维搜索问题,从而减少了算法的计算量,并且无需参数配对,具有估计精度较高的优点。仿真实验表明,在信噪比大于0时,该方法能有效估计近场源的三维参数。 展开更多
关键词 近场源定位 二阶统计量 方位角估计 仰角估计 距离估计
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