西北工业大学李辉获国家专利权
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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种基于波束输出强度重采样的深海声源深度估计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115902849B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211190054.X,技术领域涉及:G01S7/52;该发明授权一种基于波束输出强度重采样的深海声源深度估计方法是由李辉;徐哲臻;杨坤德;路达设计研发完成,并于2022-09-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于波束输出强度重采样的深海声源深度估计方法在说明书摘要公布了:本发明涉及一种基于波束输出强度重采样的深海声源深度估计方法基于波束输出强度重采样的深海声源深度估计方法,基于深海可靠声路径环境下直达和海面反射路径的干涉特征,提出了一种适用于该环境下垂直线列阵的近海面单频运动声源深度估计方法。所提方法基于声速剖面信息,对波束输出强度进行重采样,随后对重采样后的波束输出强度进行修正傅立叶变换,变换输出的峰值位置即为声源深度估计结果。相比于已有的修正傅立叶变换声源深度估计方法。本发明所提方法能够有效估计近海面附近单频运动声源的深度,在所给出的典型实施例中,本发明所提方法相比于原始方法能够将深度估计偏差从13.01m降低至1.23m,对应相对估计偏差从16.25%降至1.54%。
本发明授权一种基于波束输出强度重采样的深海声源深度估计方法在权利要求书中公布了:1.一种基于波束输出强度重采样的深海声源深度估计方法,其特征在于:在海底布放垂直线列阵接收海面附近径向运动声源发出的单频信号,垂线阵由M个阵元组成,阵元间隔为d,阵列中心深度为zr;声源深度估计步骤如下: 步骤1:初始时刻声源距离垂线阵的水平距离为r0,声源频率为f,深度为zs;观测时间内声源的水平径向运动孔径为rSPAN,观测结束时声源水平距离为r0+rSPAN; 总观测时间为T,波束输出强度即方位谱观测间隔为tintv,在声源运动过程中一共观测K=ceilTtintv次波束输出强度即方位谱,其中ceil·表示向下取整; 步骤2:针对第k个观测时间点,k=1,2,…,K,对阵列接收信号进行常规波束形成,获得声源信号的波束形成方位谱: Bkθ=|Ykθ,f|2 其中:Ykθ,f为频点f处指向角度θ的波束形成器输出; 步骤3:对所有时刻的波束输出方位谱Bkθ,在时间-方位平面上提取声源轨迹,流程为:以所有时刻波束输出强度即方位谱峰值的归一化强度最大的L个观测时刻,记为L1,L2,…,LL; 提取L个时刻声源对应的垂直到达角,即方位谱峰值对应的角度,记为θL1,θL2,…,θLL,对应声源在tL1,tL2,…,tLL时刻的角度; 拟合所有K个观测时间点的声源信号接收角,得到声源信号在k=1,2,…,K时刻的垂直到达角,记为θ1,θ2,…,θK; K个观测时间点的声源信号接收角即为声源在时间-方位平面上提取声源轨迹; 步骤4:对k=1,2,…,K时刻,提取常规波束形成在θ1,θ2,…,θK方向上的波束输出强度,将其与sinθ1,sinθ2,…,sinθK对应,获得接收角正弦域内的波束输出强度序列,记为xu=Bkθk,u=sinθ1,…,sinθK; 步骤5:对波束输出强度序列xu进行重采样; 步骤6:对重采样后的波束输出强度序列进行修正的傅里叶变换,重采样序列修正傅里叶变换输出Xrspz的峰值所在位置即为声源深度的估计结果。
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