文档介绍：摘要军事和民用领域中,如对敌方水雷,蛙人和鱼群的侦测,或为勘探矿藏而对海水下声源的判定和定位在理论和实践上都有成熟的大气中雷达信号检测方另一方面,海洋声学参数的反演问题则由于其信号处理的复杂性,体现为现在对反演结果的唯一性和不确定性的合理解释上。再者,反演算法所采用的两类算法加以结合,实现优势互补,从而提高反演的精确度和时效性。所设计的反演方案是在分析已有的匹配场反演方法的基础上,构造的一种用阈值提取子空间的多步匹配场反演方法。它根据一定反演环境下参数的不同敏感性将参数划分为子集涌占,并依次在各敏感子空间内反演。反演时用一定的阈值最后一个子空间ǔJ遣幻舾胁问涌占内联合反演全部参数,求得最优检测水中声源目标和测定水体参数是声呐系统的主要任务,被广泛应用于洋、海底物理特性的测定,因此准确定位水下声源和获悉海域性质无论从国防战略角度还是经济开发、资源利用角度都有重要意义。面的成果和经验可以借鉴,因而自声呐系统问世以来,国内外的关于声源定位的相关研究都取得了迅速的进展,实用技术亦相对比较成熟,涌现了大量的关于波束形成、干扰抵消、噪声消除等方面的科研成果。反演参数数量多,参数耦合关系复杂,对处理器计算性能要求较高,因而其实用性的进展要相对缓慢~些,很多具体环节尚在理论和实验性的阶段。如何能使反演达到更高的精确度,更高的时效性是目前亟待解决的问题,也是本文研究的初衷。联合反演多项声学参数技术是一项在复杂的多维参数空间内寻优的工作。一般而言,由于空间大维数高,故不能用穷举法寻优,通常考虑用遗传算法等寻优算法。此外,反演性能的好坏要通过多次,大量的统计结果而得出,并体海洋声场传播模型同所反演的具体海域关系密切,对反演结果会有决定性的影响。目前已有的反演算法如根据对反演参数空间的划分情况,主要可分为在全参数空间内搜索的算法和分为子空间搜索的算法。前者直接在全部参数构成的空间内搜索,维数高空间大,缺乏足够的效率,但相对较为稳健;后者将参数以一定的准则归类分成子空间搜索,空间缩小了,利于寻优,但由于各子空间并非完全独立,故而稳健性相对不足。本文研究的主要内容是对海洋地声参数和声源位置联合反演,其主要创新点为通过新的算法设计,用某种方式将已有将目标函数优于阈值的参数区域提取出,最后在提取出的已相对缩减的区域和值。从理论上而言,这样既可减小反演参数空间又能避免已有的子空间方法反演结果受非反演参数失配影响大的问题,从而能更加可靠的保证精确度。摘要
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仿真对本文设计的反演方案和已有的两类反演方案进行了对比实验,采用差异进化结合模拟退火算法作为寻优算法并采用基于重要性抽样的原理估计了反演参数的后验概率密度,从统计意义上比较了三者的性能。结果表明,本文算法比已有的两类算法在性能上有明显提高。本文还给出了研究工作中所采用的声场模型的原理的简要说明,模型属于局地简正波声场模型的一种,是计算拷贝场,从而实现匹配场处理,并最终实现反演的不可或缺的有效工具。关键词:匹配场反演参数敏感性阈值子空间提取摘要
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芈导师签名:肌菝慢佑签字日期:之毕灰灰中国科学技术大学学位论文原创性声明中国科学技术大学学位论文授权使用声明导师签名:逆圣丞乏至玄乞本人声明所呈交的学位论文,是本人在导师指导下进行研究工作所取得的撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均己在论文中作送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。耐公开口保密!D成果。除己特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含任何他人已经发表或了明确的说明。作者签名:作为申请学位的条件之一,学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学捌有学位论文的部分使用权,即:学校有权按有关规定向国家有关部门或机构保密的学位论文在解密后也遵守此规定。签字日期:
第绪论匹配场研究概述及历史回顾接收水听器阵构成了水声学研究中的三个基本要素。声源辐射声波信号,是声场匹配场处理可以看作是原来平面波波束形成的推广,它的波达方向矢量,变它对目标深度定位的估计和距离定位的估计均超过极限和剖面的不均匀,甚至包括内波等都可以考虑进来,〈砑际醺拍钜牒Q笊藕糯领域以来,海洋声信号处理以此技术概念为基础获得了长足的发展,相继有各式各样的匹配场处理器和相关理论被提出。导出了定位源深度的最大似然方程和限【浚绷憔担珿肷P捅灰牒螅斯兰破骷聪咝念;接着,擞