设计和算法集成基于MEMS矢量水电话的高精度自适应水下检测系统
Yan Liu1, Boyuan Jing1, Guojun Zhang1
1State Key Laboratory of Dynamic Measurement Technology, North University of China, Taiyuan 030051, China.
Micromachines
|April 27, 2024
概括
这项研究引入了一种用于实时到达方向 (DOA) 估计水下声学目标的新方法,即使噪声特征未知. 该技术在复杂的海洋环境中确保了准确的目标定位,这对于海洋监测至关重要.
科学领域:
- 海洋声学 海洋声学
- 信号处理 信号处理
- 海洋工程 海洋工程是指海洋工程.
背景情况:
- 实时到达方向 (DOA) 估计对于海洋环境研究和国家安全至关重要.
- 由于未知的噪声特征,海洋环境的复杂性阻碍了准确的DOA估计.
研究的目的:
- 开发一种可靠的信号处理方法,用于实时DOA估计在复杂的环境中未知噪声的声学目标.
- 解决水下目标定位中未知先前噪声特征所带来的挑战.
主要方法:
- 使用微电机系统 (MEMS) 矢量水电声来感知海洋条件.
- 实现了适应性调整系统,以修改用于目标信号提取的结构参数.
- 为未知噪声特征的场景提出了一种新的信号处理技术.
主要成果:
- 在X频道的信号噪声比 (SNR) 为-17dB时,实现了精确的实时DOA估计,误差在3.1°以内.
- 证明了稳定的性能,即使SNR下降,也保持了准确性.
- 通过理论分析和实验验证来验证该方法.
结论:
- 拟议的方法在具有挑战性的海洋条件下为水下声学目标提供准确可靠的实时DOA估计.
- 该技术在海洋监测和监视方面的应用方面显示出显著的前景.
- 在没有先前噪音信息的场景中有效.
