短时互谱法目标尺度识别技术研究

讨论了基于水下高频 ( 2 0～ 3 5 k Hz)目标回波亮点的分裂波束目标尺度识别方法。提出了利用分裂波束双通道短时互谱算法提取水下目标亮点回波方位特征的算法 ,给出了目标回波方位走向的线性拟合估计及目标视在空间张角的估计方法 ,推导了目标视在张角估计方差 ,并进行了计算机仿真。仿真结果表明 :对于目标长度为1 0 0 m、发射信号 ( CW)的脉宽为 40～ 5 0 ms、舷角为 2 0～ 40°、信噪比为 1 0 d B时 。

基于互谱法时延估计实现的多目标动态跟踪

在声纳系统中，对目标的实时跟踪是一重要课题。本文论述了一种基于互谱法时延估计实现多目标动态跟踪的方法，应用于“声学环境与声纳模拟器”，取得了理想的效果。

基于近场互谱法的医用聚焦超声场多参数检测

为实现医用聚焦超声场声学性能快速、准确检测,提出基于近场互谱测量技术的声参数检测方法。首先介绍了近场互谱法测量原理,实现聚焦声场的声压、声强、声功率检测;然后在COMSOL下建立聚焦换能器辐射声场有限元模型,分析其声场聚焦特性和传播形态,给出检测方案;最后,搭建了实验平台,验证了该方法的有效性和正确性。结果表明,通过聚焦声场的近场声源面预测焦域的声压分布,估算声功率,实现了对聚焦超声场的多个声性能参数检测,且具有较高的精度,有望应用于医用换能器的现场检测,有效监控医用聚焦超声设备的声性能,保证设备安全使用且满足治疗效果。

一种基于互谱法的鱼雷末弹道定位方法

为提高攻潜鱼雷末弹道测量系统的被动定位精度,文中提出了一种基于短时互谱法的攻潜鱼雷末弹道被动定位方法,介绍了运用该方法建立的测量系统,给出了目标的被动定位算法,在测量区域内对测角精度、噪声影响以及典型轨迹进行仿真分析。仿真结果表明,在信噪比为10 dB的条件下,采用文中的定位方法,当目标位于距测量子阵80 m,角度为±40°区域内的弧线上,测向精度提高0.15°,典型航迹绝对误差普遍减小0.4 m。文中所做研究可为考核鱼雷效能评估提供参考。

利用互谱法和相移法联合计算频散曲线及在路基压实度评价中的应用

高速公路路基压密实度检测是一项非常重要的工作,路基的密实程度对于公路行车安全有很大的影响。瑞雷波检测路基压密实度有着快速连续测定,且不破坏场地等优点。在瑞雷波频散曲线的计算中利用相移法结果对互谱法计算频散曲线进行约束,克服了互谱法在低频段由于相位差产生的小误差导致计算相速度的失败。通过理论模型计算表明,两种方法的结合使得探测精度在横向和纵向上都得到了提高。将此方法应用于公路路基的密实度检测,取得了较好的效果。

结合模态分析的互谱法三维声强故障诊断

在现场运行条件下，运用互谱法三维声强阵图方法，结合振动模态分析，成功地对大型高速装置进行了故障诊断．

基于互谱法的水下目标定位及区域控制技术

为了在工程上实现远距离、低信噪比条件下对水下目标进行有效检测与方位的精确估计,提出了基于互谱时延估计方法和三角定位原理的被动目标声定位方法和区域控制方法,并通过仿真试验、消声水池试验和实船数据验证,结果表明,所提方法简单易行、可操作性强,具有较好的工程应用前景。

改进的互谱法在矢量水听器方位估计中的应用

介绍了矢量水听器互谱法测量原理,分析了声压和振速通道间相位差对方位估计值的影响,提出了改进的互谱法,用来消除相位差的影响,通过试验数据分析,验证了该方法的有效性。

改进的互谱法分析SMES及其在虚拟仪器中的实现

传统检测方法处理表面肌电信号(SMES)时,个体差异比较大,本文针对这一不足,应用互功率谱比值法对肌电信号进行处理,并分析互功率谱的各项参数和对应肢体动作变化之间的关系,消除了肌电信号实际测量中不可测噪声的干扰。实验表明这种改进的互功率谱比值法与传统的自功率谱比值法的方法相比,动作模式识别率得到了提高。同时,采用虚拟仪器技术提高仪器的测量精度,降低成本。

基于互谱法的鱼雷自导多目标判别

针对多波束系统不能分辨波束宽度内目标方位的问题,提出了基于分裂波束和互功率谱方位估计方法的波束宽度内多目标判别方法.通过对目标声学亮点结构及多目标方位特征进行研究,分析了单目标和多目标回波信号之间的差异特征;采用对目标回波信号进行时域分割的方法,通过分析回波信号不同子帧间目标相位的变化规律,提出波束宽度内多目标的判别准则;在一定信噪比条件下,采用五个亮点的目标回波信号模型对所提方法进行了仿真验证.仿真结果验证了所提方法的有效性和正确性.

非对称阵互谱相位法被动测距的改进研究

针对常规被动声纳的非对称阵布阵方式,对常规的互谱法被动测距进行改进研究,推导出适合远近程测距的测距公式,解决了近程测距模糊问题,进而实现了互谱法改进研究算法的DSP硬件处理。并研究了后置滤波技术,采用基于自适应抵消的参数估计器取代传统的Kalman滤波器。实现了被动声纳的150m和15km之间的全程测距(传统被动声呐仅能对3km～4km以外的目标测距)和对快速目标的跟踪。在近程测距中,实现了潜艇尾部测距缩小盲区。原测距系统在30°～150°范围测距。改造后的互谱测距在3km时,能对20°～160°范围测距,在300m时,能对10°～170°范围测距。测距相对误差小于5%。在近程提高了潜艇的机动性。

一种基于互谱思想的STAP降维方法

全空时自适应处理在工程实现中因计算量大、独立同分布样本难以获取等问题而使应用受到一定限制,在传统互谱法以及杂波协方差矩阵特征向量分解法两种空时自适应处理降维算法的基础上,提出了一种新的基于互谱思想的协方差矩阵特征向量分解算法,该方法根据不同的互谱值对应的信噪比损失的大小不同这一原理构造降维矩阵,有效地降低了运算量,并能够形成较好的杂波滤波凹口,实现了滤除杂波的性能,文中经过实验仿真验证了该方法的有效性。

去除交通环境振动观测记录中本底振动的自互功率谱法

去除环境振动观测记录中的本底振动是提高信噪比、揭示交通环境振动特征的一个重要环节.本文在分析现有从交通环境振动观测记录中去除本底振动方法不足的基础上,从考虑本底振动与观测振动互相关性出发,提出了采用自互功率谱法去除本底振动的新方法,推导了计算公式,并通过实际算例论证了方法的可靠性.分析结果表明,本文提出的自互功率谱法能够更有效地去除观测数据中的本底干扰,获得更贴近实际的交通环境振动的功率谱、时程、振动级以及加权振级.在本底振动占优势的低频段,本文提出的方法较现有方法计算精度有明显的提高.

基于互谱算法的矢量水听器拦截鱼雷仿真研究

通过对矢量水听器的输出进行互谱分析与计算,测量鱼雷噪声方位变化率,即时引爆悬浮式深弹对来袭鱼雷实施硬杀伤的实施过程,说明其原理并推导出相应的结果。在已有关于悬浮式深弹拦截来袭鱼雷研究基础上,建立了悬浮式深弹作战使用模型,并进行了一定的仿真实验。根据仿真实验的结果分析表明,该方法简单易行,适合于悬浮式深弹引爆。

改进的互功率谱相位法在雷声声源定位中的应用

互相关函数法是一种常用的时延估计方法,但在低信噪比和闪电存在多分叉的情况下,该方法的效果不理想。针对这一问题,该文选取广州地区2009年8月24日19:08:04和2012年5月5日08:01:00的两次闪电过程的雷声记录,结合高速摄像资料,比较了互相关函数法和改进的互功率谱相位法在雷声声源定位中的应用效果。首先,利用互相关函数法和改进的互功率谱相位法计算声源点的方向信息,定位结果与高速摄像照片对比具有较好的一致性,证明了定位方法的可靠性,对比结果表明:在低信噪比环境和多分叉闪电情况下,改进的互功率谱相位法能够获得比互相关函数法更好的定位效果。最后给出了综合利用改进的互功率谱相位法计算得到的方向信息和声源点与观测点的距离信息得到的雷声声源三维定位结果。

基于广义互功率谱相位法的声源定位技术

研究如何在复杂噪声和严重混响的室内环境下,提高声源定位系统的性能.首先分析室内麦克风阵列的信号模型,确立一种合适的阵列拓扑结构;其次在复倒谱域对滤波器的各项参数进行仿真比较,得出滤波器参数的最佳值;然后提出一种广义互功率谱相位法,改进了峰值不明显等问题.在Matlab中对多种加权函数进行了仿真比较,进一步改善声源定位结果的准确性.最后对提出的算法进行验证,结果表明,当改进后算法的角度误差和距离误差分别为±10°和±15 cm时,定位成功率能达到80%左右.

基于改进粒子群算法的矢量水听器多目标方位估计

为了研究单矢量水听器多目标方位估计能力,分别利用互谱声强法、MUSIC算法及信号统计量方法对多个目标方位进行估计。互谱声强法可以估计出多个不同频的单频目标方位,但对于频谱混叠的目标无法分辨;MUSIC算法可以分辨单频和宽带目标,但利用单矢量水听器最多可估计2个目标方位。为此,针对文章提出的信号统计量方法,构建了声压和振速的统计量模型,将其与粒子群优化算法及改进算法相结合,实现了基于改进粒子群算法的多目标方位估计。对多个单频和宽带信号目标进行仿真分析,结果表明,进粒子群算法具有良好的估计效果;对3种方法的估计结果进行比较,验证了改进粒子群算法有较好的适用性。通过对2022年千岛湖试验数据的处理再一次验证了算法的有效性。

扁平双边肋主梁桥梁断面气动导纳互功率谱识别方法探讨

以湖北荆沙长江大桥为背景,通过紊流场测力试验对气动导纳的互功率谱识别法进行了研究。通过与传统方法比较,发现互功率谱法计算得到的等效气动导纳整体上偏低,且低于Sears函数,但随折减频率变化的趋势上看,与传统算法无明显差异。由互功率谱法计算得到的复气动导纳计算抖振力,并进行频谱分析,与实测抖振力自功率谱比较发现,计算得到的抖振力自功率谱随折减频率变化的趋势与实际抖振力自功率谱吻合较好,但存在一定数量上的差异。通过对紊流度为6%、10%、20%的三种紊流场中-5°^+5°风攻角下计算值与实验值的比较发现,计算抖振力谱与实际抖振力谱的相对差异没有随紊流度和来流风攻角变化而变化的趋势,且相对差值较为稳定。

基于单片机的便携式互谱声强测量仪的研究

基于互谱声强测量的基本原理，设计并研制了一台便携式互谱声强测量仪器。该仪器以ＭＣＳ－５１系列单片机作ＣＰＵ，具有体积小、重量轻、功能多、造价低等一系列优点。通过对比实验验证，本系统可满足一般工程测试需要，具有很强的实用性。

互谱声强法在应用中的基本问题

互谱声强法是目前声源鉴别方法中最有效的方法之一,但在实际应用中,这种方法的正确使用受到很多方面的限制。由于互谱声强法公式是经过对流体动力学方程进行某些假定而获得的,在实际测量时,这些假定造成的测量误差是难以预估的。本文主要讨论互谱声强法在实际应用中经常遇到的几个主要问题。