空时联合的声学测高测流阵列海浪方向谱估计

提出了一种空时联合的声学测高测流阵列海浪方向谱估计方法,使用五波束声学多普勒流速剖面仪(ADCP)构建声学海表跟踪测高、声学多普勒测流速分时采样的空间阵列进行海浪方向谱估计。依据线性波浪理论和时空等效性原理,提出适用于空时阵列的时间空间传递函数,在协方差矩阵中补偿时间延迟项,减小方向谱估计误差。仿真结果表明:在0 dB至5 dB低信噪比时,相比于同步四波束阵列法,此方法的方向谱谱峰估计值均方根误差更小。海试结果表明:五波束空时联合阵列法相比于同步四波束阵列法,估得方向谱峰度从2.31提升至2.80,小波浪组次谱峰波向结果与浮标结果的相关系数从0.80提升至0.83。同时,空时联合法能提升测波自由度、减小阵列最小孔径,提高了可估方向谱的上限截止频率。

基于Delphi和MATLAB混合编程的波浪估计算法实现

针对在Delphi 7下编写波浪估计算法效率低且不易实现的问题,本文采用基于Delphi 7和MATLAB 7.0混合编程的方法,实现了上位机软件的波浪估计能力。该方法简单,开发周期短。将上位机软件估计结果与Nortek公司商用软件Quickwave对比,结果表明本文的上位机软件估计结果准确,采用混合编程方法可准确地实现ADCP上位机软件中波浪估计的功能。

声学坐底式波浪仪的上位机设计

声学坐底式波浪仪包括水下测量系统和陆上处理主机,研究了陆上主机的上位机软件设计方法,并重点研究波浪估计算法在上位机软件的实现方法。波浪估计算法计算复杂,在上位机软件开发环境delphi 7下实现困难,文章采用delphi7和matlab 7.0混合编程方法实现上位机中的波浪估计功能,该混合编程方法实现更为简单,开发周期短。通过实测数据的验证,上位机软件与RD公司商用软件WAVESMON的波浪估计结果是一致的,证明了上位机软件的波浪估计结果是准确的,所设计上位机软件可有效满足波浪仪陆上处理系统的波浪处理需求。

Phase Difference Method for DOA Estimation

The phase difference method (PDM) is presented for the direction of arrival (DOA) estimation of the narrowband source. It estimates the DOA by measuring the reciprocal of the phase range of the sensor output spectra at the interest frequency bin. The peak width and variance of the PDM are presented. The PDM can distinguish closely spaced sources with different and unknown center frequencies as long as they are separated with at least one frequency bin. The simulation results show that the PDM has a better resolution than that of the conventional beamforming.