基于分数低阶矩的矢量圆阵反卷积方位估计方法OA
A vector circular array deconvolution direction estimation method based on fractional low-order moments
针对极地冰下环境中强脉冲噪声背景下弱目标方位估计性能显著下降的问题,本文提出一种适用于矢量圆阵的基于分数低阶矩的反卷积波束形成方位估计算法.利用分数低阶矩统计量替代传统二阶统计量构建阵列空间谱,抑制了α稳定分布脉冲噪声的影响,并在声压与振速通道独立处理条件下引入反卷积波束形成,实现稳健高分辨到达方位估计.分析了分数低阶矩参数对估计性能的影响规律,并给出了适用于工程应用的参数选取建议.仿真结果表明,在低广义信噪比条件下,该算法在空间分辨力、均方根误差及弱目标背景比等指标上均优于几种典型分数低阶矩类算法.松花湖冰上试验数据处理结果进一步验证了该方法在真实冰源噪声环境中的有效性和工程可行性,为极地冰下长期被动探测提供了一种稳健高分辨的方位估计手段.
To mitigate the performance degradation of direction-of-arrival(DOA)estimation for weak targets under strong impulsive noise in polar under-ice environments,a fractional low-order moment-based deconvolution beam-forming(FLOM-DVBF)algorithm is proposed for vector circular arrays.Fractional low-order moments are uti-lized in place of conventional second-order statistics to suppress α-stable impulsive noise,and deconvolution beam-forming is incorporated under independent pressure-velocity processing to enable robust high-resolution DOA esti-mation with shift-invariant beam patterns.The effect of the FLOM parameter on estimation performance is ana-lyzed,and practical guidelines for parameter selection are provided.Simulations demonstrate that,under low gen-eralized signal-to-noise ratio conditions,the proposed method achieves superior performance in terms of spatial resolution,root-mean-square error,and weak-target detectability compared with several representative FLOM-based DOA algorithms.Field experimental results from under-ice measurements further validate the effectiveness and engineering feasibility of the proposed approach in real impulsive noise environments,suggesting its potential for long-term passive acoustic monitoring in polar regions.
生雪莉;于洋;刘聪;毕耀;修贤
哈尔滨工程大学 水声技术全国重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001||极地海洋声学与技术应用教育部重点实验室(哈尔滨工程大学),黑龙江 哈尔滨 150001||哈尔滨工程大学 水声工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001哈尔滨工程大学 水声技术全国重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001||极地海洋声学与技术应用教育部重点实验室(哈尔滨工程大学),黑龙江 哈尔滨 150001||哈尔滨工程大学 水声工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001哈尔滨工程大学 水声技术全国重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001||极地海洋声学与技术应用教育部重点实验室(哈尔滨工程大学),黑龙江 哈尔滨 150001||哈尔滨工程大学 水声工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001哈尔滨工程大学 水声技术全国重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001||极地海洋声学与技术应用教育部重点实验室(哈尔滨工程大学),黑龙江 哈尔滨 150001||哈尔滨工程大学 水声工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001哈尔滨工程大学 水声技术全国重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001||极地海洋声学与技术应用教育部重点实验室(哈尔滨工程大学),黑龙江 哈尔滨 150001||哈尔滨工程大学 水声工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001
通用工业技术
脉冲噪声分数低阶矩反卷积矢量圆阵到达方位估计稳健高分辨弱目标
impulse noisefractional low-order momentsdeconvolutionvector circular arraydirection of ar-rivalrobusthigh resolutionweak target
《哈尔滨工程大学学报》 2026 (4)
770-777,8
国家重点研发计划(2022YFC2807804).
评论