一種快速投影測向方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于陣列信號測向（DOA)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種快速投影測向方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 自第二次世界大戰(zhàn)以來，潛艇的出現(xiàn)促使人們開始對水下聲音信號定位技術(shù)進行 研宄，通常為陣列信號處理。早期的測向方法為常規(guī)波束形成，但該方法受到瑞利限的限 制，分辨率低下。之后，很多學(xué)者致力于尋找出一種能有效提高測向分辨率的方法。
[0003] 1967年，Burg提出最大熵譜法，意味著改善基陣分辨率研宄成果的開始。該方 法通過一個AR模型與測量數(shù)據(jù)的擬合，改進了常規(guī)波束形成中對未知的自相關(guān)項的假設(shè)。 1969年，Capon提出了 MVDR自適應(yīng)波束形成法。該方法通過保證期望方向上的基陣響應(yīng) 為1，同時使其他方向上的基陣響應(yīng)最小，以達到改善基陣的分辨率。之后，高分辨方位估計 技術(shù)快速發(fā)展，其中典型的高分辨算法有Schmidt RO等人提出的多重信號分類（MUSIC)算 法，該算法促進了基于特征子空間算法的興起；除此之外，還有旋轉(zhuǎn)不變子空間算法、子空 間擬合算法等。
[0004] 但是現(xiàn)有的信源快速投影測向方法過于復(fù)雜，效率低，測向時間長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種單信源快速投影測向方法，解決了現(xiàn)有針對單信源的 投影測向方法復(fù)雜，效率低的問題。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是按照以下步驟進行：
[0007] 步驟1 :根據(jù)陣列的空間放置位置，確定一個參考方向以及參考點陣元，建立陣列 信號一般模型；
[0008] 步驟2 :將空間角度進行劃分；
[0009] 步驟3 :根據(jù)空間角度劃分，針對每一個劃分的角度，計算每一個陣元相對于參考 點的時延，得到該角度上的陣元流形向量，再由陣元流形向量組合成陣列流形矩陣；
[0010] 步驟4 :將陣列流形矩陣歸一化處理，使每一列模值為1，將陣列得到的一次采樣 數(shù)據(jù)與歸一化的的陣列流形矩陣的每一列陣列流形向量做內(nèi)積并取模，模值最大的列所對 應(yīng)的方向即為信號的方向。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是針對單信源的投影測向方法，方法簡單，效率高，測量結(jié)果準(zhǔn) 確。
【附圖說明】
[0012] 圖1為實施例1中用該投影方法做計算機仿真的模型圖；
[0013] 圖2為假設(shè)信號來源方向為100度，其無噪聲時，用該投影方向的計算機仿真的結(jié) 果示意圖；
[0014] 圖3為假設(shè)信號來源方向為100度，其有噪聲時，用該投影方向的計算機仿真的結(jié) 果示意圖。
【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0016] 本發(fā)明通過將空間角度致密劃分，真實信號只占有少數(shù)的幾個劃分角度，從而具 有稀疏性，然后通過重構(gòu)算法，估計出信源方位。
[0017] 本發(fā)明對空間角度進行劃分，設(shè)計出相應(yīng)陣列的陣型流形矩陣并將其做歸一化處 理，然后將得到的數(shù)據(jù)，在歸一化陣列流形矩陣的每一列上做投影，理論上，應(yīng)該在信源來 波方向?qū)?yīng)的陣列流形向量上的投影應(yīng)該為最大值，若陣列流形向量每一列都不一樣，則 最大值是唯一的，據(jù)此，設(shè)計出的一種簡單可行的測向方法。
[0018] 步驟1 :根據(jù)陣列的空間放置位置，確定一個參考方向以及參考點陣元，建立陣列 信號一般模型；設(shè)任意排列的基陣由M個陣元構(gòu)成；入射信號為K個頻率為f的窄帶并且遠 場的復(fù)信號sjt)，i = 1，. . . K，來波方向分別為Θ = 1，. . . K);陣元m(m = 1，. . . M)與 參考點的距離為dm。K表示總共的陣元數(shù)，對于第k個陣元信號sk(t)，其來波方向為0 k， 在t時刻第m個陣元接收到的信號應(yīng)該為：
【主權(quán)項】
1. 一種快速投影測向方法，其特征在于：按照以下步驟進行： 步驟1:根據(jù)陣列的空間放置位置，確定一個參考方向以及參考點陣元，建立陣列信號 一般模型； 步驟2 :將空間角度進行劃分； 步驟3 :根據(jù)空間角度劃分，針對每一個劃分的角度，計算每一個陣元相對于參考點的 時延，得到該角度上的陣元流形向量，再由陣元流形向量組合成陣列流形矩陣； 步驟4 :將陣列流形矩陣歸一化處理，使每一列模值為1，將陣列得到的一次采樣數(shù)據(jù) 與歸一化的陣列流形矩陣的每一列陣列流形向量做內(nèi)積并取模，模值最大的列所對應(yīng)的方 向即為信號的方向。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速投影測向方法，根據(jù)陣列的空間放置位置，確定一個參考方向以及參考點陣元，建立陣列信號一般模型；將空間角度進行劃分；根據(jù)空間角度劃分，針對每一個劃分的角度，計算每一個陣元相對于參考點的時延，得到該角度上的陣元流形向量，再由陣元流形向量組合成陣列流形矩陣；將陣列流形矩陣歸一化處理，使每一列模值為1，將陣列得到的一次采樣數(shù)據(jù)與歸一化的陣列流形矩陣的每一列陣列流形向量做內(nèi)積并取模，模值最大的列所對應(yīng)的方向即為信號的方向。本發(fā)明的有益效果是針對單信源的投影測向方法，方法簡單，效率高，測量結(jié)果準(zhǔn)確。
【IPC分類】G06F19-00, G01S3-80
【公開號】CN104730490
【申請?zhí)枴緾N201510100682
【發(fā)明人】岳軍, 高洪秀, 王杰瑞, 袁銳, 郭孟琦, 孫文俊, 劉琨
【申請人】青島理工大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月7日