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嵌入环境不确实性的宽容波束形成贝叶斯方法
  • ISSN号:1006-7043
  • 期刊名称:《哈尔滨工程大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TB56[交通运输工程—水声工程;理学—物理;理学—声学;一般工业技术]
  • 作者机构:[1]浙江大学信息与电子工程学系,浙江杭州310027, [2]杭州应用声学研究所声纳技术重点实验室,浙江杭州310012
  • 相关基金:国家973计划资助项目(613660203, 613110020102); 国家自然科学基金资助项目(60702022)
中文摘要:

针对不确实海洋环境使声呐探测性能下降和宽容性差的问题,提出了环境参量和信号参量不确实性两嵌入的宽容波束形成贝叶斯方法.不确实环境参量的先验概率密度函数(probability density function,PDF)通过多项式混沌展开与传播模型相结合嵌入到接收信号的概率建模中,导出信号参量的先验PDF;接收信号参量先验PDF通过贝叶斯波束形成嵌入到处理中,转化为后验PDF.导出的后验概率最大贝叶斯波束形成具有估计器和相关器相结合的GLRT结构.仿真和实验数据分析结果表明:不确实环境参量导致接收声场发生秩扩展,由秩1扩展为秩2或秩3,贝叶斯波束形成体现了相干匹配与非相干积累的结合,实现了浅海环境中目标的正确定位,增加了宽容性.

英文摘要:

Uncertainty of oceanic environments degrades the performance and worsens the robustness of sonar.To mitigate the effect of uncertainty,a Bayesian approach to beamforming was developed which embeds the uncertainty in both environmental and signal parameters.An a priori probability density function(PDF) for uncertain environmental parameters was embedded into the probabilistic model of received signals by incorporating polynomial chaos expansions with wave propagation.This allowed the estimation,a priori PDF of signal parameters,which was in turn embedded into Bayesian beamforming to get a posteriori PDF of signal parameters.The Bayesian beamforming with maximum a posteriori probability possessed the generalized likelihood ratio test(GLRT) structure of an estimator-correlator.Examples of simulation and experiment validated the process.They showed that as the uncertainty of the environments expanded the rank of the stochastic received signal from rank 1 to rank 2 or rank 3,Bayesian beamforming combined with coherent matching and non-coherent accumulation was able to locate targets effectively in shallow water.The robustness of performance was clearly enhanced.

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期刊信息
  • 《哈尔滨工程大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人民共和国工业和信息化部
  • 主办单位:哈尔滨工程大学
  • 主编:杨士莪
  • 地址:哈尔滨市南岗区南通大街145号1号楼
  • 邮编:150001
  • 邮箱:xuebao@hrbeu.edu.cn
  • 电话:0451-82519357
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-7043
  • 国内统一刊号:ISSN:23-1390/U
  • 邮发代号:14-111
  • 获奖情况:
  • 工信部科技期刊评比"优秀期刊奖",中国高校科技期刊评比"精品期刊奖","北方十佳期刊奖",首届黑龙江省政府出版奖--优秀期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
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