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龙图腾网获悉中国科学院声学研究所申请的专利一种目标三维被动定位方法及装置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：CN116540220B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-06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：202310501124.7，技术领域涉及：G01S7/539；该发明授权一种目标三维被动定位方法及装置是由戚聿波;周士弘;刘昌鹏;敦劲琮设计研发完成，并于2023-05-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种目标三维被动定位方法及装置在说明书摘要公布了：本发明提供了一种目标三维被动定位方法及装置，该方法包括：将矢量垂直线列阵布放入水，接收目标声源辐射的宽带声压和矢量信号；利用矢量传感器姿态仪记录的数据对矢量通道信号进行修正；构建声压通道和矢量通道联合的方位角域和到达角域二维导向矢量，获得目标的方位角估计值、到达角估计值和宽带波束输出声场；将目标到达角估计值与不同假设声源距离下的到达角模板值进行匹配估计目标的距离；获得多途到达时延估计值，估计目标声源的深度。本发明利用深海矢量垂直阵结合二维空间功率谱估计、到达角匹配、到达时延匹配，实现了目标方位、距离和深度的三维被动定位。突破了传统深海标量垂直阵不能给出目标方位信息的限制。

本发明授权一种目标三维被动定位方法及装置在权利要求书中公布了：1.一种目标三维被动定位方法，基于矢量垂直阵实现，所述矢量垂直阵包括声压通道和矢量通道；每个阵元上设置矢量传感器姿态仪； 所述方法包括： 步骤1：矢量垂直阵采集待测目标发出的声压通道信号时域波形以及三个方向矢量通道信号时域波形； 步骤2：利用每个矢量传感器姿态仪记录的俯仰角、横滚角和方位角，修正所有阵元的三个方向矢量通道信号； 步骤3：处理声压通道时域信号和矢量通道时域信号，获得矢量垂直阵的实测声场频谱数据向量； 步骤4：构建声压通道和矢量通道联合的方位角域和到达角域二维导向矢量，利用空间功率谱估计方法分别对矢量垂直阵记录的声压和三个方向矢量通道信号频谱进行联合处理，获得二维空间功率谱估计结果； 步骤5：对二维空间功率谱估计结果进行求和平均，获得二维空间功率谱估计平均结果； 步骤6：结合海水声速剖面，计算不同假设声源距离下的直达波与海面反射波到达角平均值模板值，将待测目标到达角估计值与“不同假设声源距离下的直达波与海面反射波到达角平均值模板值”进行匹配，估计待测目标的距离； 步骤7：结合海水声速剖面，计算待测目标估计距离处不同假设声源深度对应的多途到达时延模板值； 步骤8：对待测目标估计到达角和估计方位角处的波束输出宽带声场强度沿频率轴进行二重谱分析，获得到达时延谱和多途到达时延估计值； 步骤9：将多途到达时延估计值与待测目标估计距离处不同假设声源深度下的多途到达时延模板值进行匹配，获取待测目标深度估计值； 所述步骤4具体为： 构建声压通道和矢量通道联合的方位角域和到达角域二维导向矢量，利用空间功率谱估计方法分别对矢量垂直阵记录的声压和矢量三通道信号频谱进行联合处理，获得二维空间功率谱估计结果，其中为待测目标到达角搜索值，为待测目标方位角搜索值；频率为处的空间功率谱估计公式为： ； 其中，为声压通道和矢量通道联合的方位角域和到达角域二维导向矢量： ； 为声压通道和矢量通道灵敏度差异引入的信号幅度差异；为声压通道和矢量通道的相位差，当矢量通道为测量质点振速的传感器时，相位差为0；当矢量通道为测量质点加速度的传感器时，相位差为；为垂直阵单一通道的导向矢量，为垂直阵第个阵元与第一个阵元的间距；e表示自然常数；c表示声速； 是由整个矢量垂直阵声压通道和矢量三通道数据联合估计的维互谱密度矩阵： ； 其中，上标代表矩阵的共轭转置；表示整个矢量垂直阵的实测声场频谱数据向量；表示信号总快拍数。

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