一种多普勒频偏修正方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103809170103809170A(43)申请公布日2014.05.21(21)申请号201210451109.8(22)申请日2012.11.12(71)申请人中国科学院声学研究所地址100190北京市海淀区北四环西路21号(72)发明人赵闪陈新华孙长瑜(74)专利代理机构北京法思腾知识产权代理有限公司11318代理人杨小蓉杨青(51)Int.Cl.G01S7/539(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书8页说明书8页附图2页附图2页(54)发明名称一种多普勒频偏修正方法及系统(57)摘要本发明涉及一种多普勒频偏修正方法，包括：对目标辐射噪声进行特性分析；构造接收模型，为拖曳线列阵构建直角坐标系；预设频点补偿总数；在某一初始时刻以及拖曳线列阵运动一定时间后的另一时刻，对信号做FFT变换以及频域波束形成，在当前频点上对频域波束形成的输出结果进行累加；计算空间移动补偿与时间延迟补偿，得到总的相位修正补偿，根据前一次补偿的结果与总的相位修正补偿得到扩展虚拟阵列的输出结果；获得时间方位历程图，利用该时间方位历程图对被测目标信号进行检测，判断当前的频点补偿次数是否已经达到了频点补偿总数，如果未达到，改变当前频点值的大小，重新采样，直至当前的频点补偿次数达到预设的频点补偿总数。CN103809170ACN103897ACN103809170A权利要求书1/2页1.一种多普勒频偏修正方法，用于包括多个阵元的拖曳线列阵，该方法包括：步骤1)、对目标辐射噪声进行特性分析；步骤2)、根据目标辐射噪声特性分析的结果，构造所述拖曳线列阵运动时对被测目标的信号进行声场空间采样的接收模型，然后为所述拖曳线列阵构建直角坐标系；其中，在构建直角坐标系时，将所述拖曳线列阵中第一个阵元的初始位置作为直角坐标系的原点，将辐射目标作为点声源；步骤3)、预设频点补偿总数；步骤4)、某一时刻，所述拖曳线列阵声呐进行采样操作，然后对采样时各个阵元所接收到的信号做FFT变换以及频域波束形成，接着在当前频点上对各个阵元的频域波束形成的输出结果进行累加；步骤5)、所述拖曳线列阵声呐在运动一定时间后，所述拖曳线列阵声呐进行采样操作，然后对采样时各个阵元所接收到的信号做FFT变换以及频域波束形成，接着在当前频点上对各个阵元的频域波束形成的输出结果进行累加；步骤6)、根据步骤5)所得到的结果计算空间移动补偿与时间延迟补偿，将空间移动补偿与时间延迟补偿相加，得到所述拖曳线列阵声呐移动前后总的相位修正补偿，然后根据前一次补偿的结果与所述总的相位修正补偿得到扩展虚拟阵列的输出结果；步骤7)、将步骤6)得到的补偿后的扩展虚拟阵列的输出结果进行相干累加，获得时间方位历程图，利用该时间方位历程图对被测目标信号进行检测，然后判断当前的频点补偿次数是否已经达到了步骤3)中预设的频点补偿总数，如果未达到，改变当前频点值的大小，然后重新执行步骤4)-步骤6)，直至当前的频点补偿次数达到预设的频点补偿总数。2.根据权利要求1所述的多普勒频偏修正方法，其特征在于，在所述的步骤4)与步骤5)中，所述FFT变换时所需的点数由补偿精度确定。3.根据权利要求1所述的多普勒频偏修正方法，其特征在于，在所述的步骤7)中，对被测目标信号进行检测包括：将不同频带内目标波束对应的检测方位进行记录，将各频带内存储的方位进行二次拟合，根据计算结果计算方位估计方差，将计算的方位估计方差与设定的检测方差门限进行比较，若小于门限，则检测到的水声目标信号结果属实，接收到的水下目标信号中确实含有水声目标信号，否则检测结果为虚警，接收到的信号中不含目标信号，继而完成对目标信号的检测。4.根据权利要求1所述的多普勒频偏修正方法，其特征在于，在所述的步骤6)中，所述空间移动补偿根据移动的距离得到。5.根据权利要求1所述的多普勒频偏修正方法，其特征在于，在所述的步骤6)中，所述的时间延迟补偿根据移动相应距离的时间得到。6.一种多普勒频偏修正系统，其特征在于，用于包括多个阵元的拖曳线列阵，该系统包括噪声特性分析模块、预处理模块、频点补偿总数预设模块、信号处理模块、延迟补偿模块、检测模块；其中，所述的噪声特性分析模块用于对目标辐射噪声进行特性分析；所述的预处理模块根据目标辐射噪声特性分析的结果，构造所述拖曳线列阵运动时对被测目标的信号进行声场空间采样的接收模型，然后为所述拖曳线列阵构建直角坐标系；2CN103809170A权利要求书2/2页其中，在构建直角坐标系时，将所述拖曳线列阵中第一个阵元的初始位置作为直角坐标系的原点，将辐射目标作为点声源；所述的频点补偿总数预设模块用于预设频点补偿总数；所述的信号处理模块在某一初始时刻以及拖曳