文档介绍：摘要
高阶统计量是研究非线性和非高斯信号的有效工具,它在信号检测、特征提
取以及参数估计等方面具有广泛的应用。本文的主要工作是应用高阶统计量提取
舰船目标幅射噪声特征以及构造分类器进行目标识别和分类。
文章首先介绍了高阶统计量的定义和性质,指出高阶统计量对高斯过程的可
抑制性,这是利用高阶统计量方法进行信号检测和估计的理论依据。并对高斯有
色噪声背景下的谐波信号用常用的三种消噪方法与高阶谱方法进行了仿真比较,
结果表明高阶谱方法均优于其它三种方法。
其次,详细地分析了谐波信号的非线性现象。用三阶累积量的参数化方和
非参数化方法己维谱分析了二次相位祸合现象以及用四阶累积量的方法生
维谱分析了二次相位祸合现象。提出了基于三阶累积量的改进的参数化双谱估
计算法,仿真表明该方法即使在低信噪比、短数据长度下也获得了较高的频率分
辨率。
分析了舰船辐射噪声的产生机理,选择了舰船辐射噪声包络双谱的三个特
征介绍了一种通用的线谱检索算法,有效地提取了舰船辐射噪声的工维谱工
维潜的四个线谱特征。
最后,提出了一种改进的神经网络算法,并利用提取的实测数据的双
谱特征和线谱特征分别对三类舰船目标进行了分类,取得了左右的识别率。
验证了高阶谱与改进的神经网络相结合的方法在舰船目标识别、分类应用
中的有效性。
关键词舰船目标识别, 高阶统计量, 对角切片,
相位祸合,李维谱,生维谱,
特征提取, 神经网络分类器
酉北工业大学硕士学位论文
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第章绪论
第章绪论
研究的背景和意义
中国具有绵延几千公里的海岸线,保卫祖国海岸线不受侵扰是捍卫祖国领土
完整、保障人民安居乐业的一项艰巨任务。而水中目标识别是现代海战中极为重
要的一个环节。随着海洋开发、海上防御及反潜战要求的不断提高,水中目标识
别成为各先进科技国家水声领域的研究热点。它无论在军事上还是民用上都有着
极其重要而现实的应用背景和迫切的内在需求,尤其是在军事上,更是受到各国
海军部门的高度重视。近观世纪交替之际所发生的海湾战争、科索沃战争以及伊
拉克战争等可明显感受到目标识别在军事精确打击中的重要性。
目标识别的关键在于如何有效地提取能够表征目标类别的本质特征,但由于
实际声纳目标发声机理和反射声波的机理十分复杂,成分多样,既有宽带连续
噪声谱分量和较强的窄带谱线谱分量,又有明显的幅度调制成分,同时
又受到复杂水声信道的时变空变性和非高斯性的影响,使水中目标识别这项技术
未能很好的实用化。目前,还没有对水中目标的发生机理及噪声在海洋信道中传
播受到的干扰及畸变作出全面系统的描述。这些都给水中目标识别的应用带来了
极大的难度。正因如此,对舰船辐射噪声的特征选择及特征提取一直以来是水声
信号处理领域的一个难题。
传统的水中目标识别主要依靠声纳员凭借经验来做判断。但是这种识别方式
很大程度上依赖于声纳员的主观判断,识别率很明显地受到声纳员的精神状态和
心理因素的影响,这种模式是不能满足现代海战的需求的。随着声纳技术的日益
发展,后来声纳设备中采用了机助识别手段,就是声纳设备对接收信息进行一定
的处理以视觉信息的方式提供给声纳员更多的目标特征信息,辅助声纳员识别
但是这些目标识别方法并不能摆脱声纳员的主观影响。上世纪中叶,计算机技术
获得了突飞猛进的发展,以计算机为核心的水中目标识别技术就成为世界各发达
国家水声界的研究重点,投入了大量的人力财力,并在实战中获得了较为理想的
效果。
我国在水中目标识别领域的研究还比较落后,由于水中目标识别技术作为国
防技术。各国都作了较高级别的保密工作,很难从公开发表的论文或专著中或者
进口声纳设备中获得实质性的相关信息,再加上我国现在急需提高海军战斗力的
客观需求以及所处的纷繁复杂的国际环境,都要求我们必须加强加快本国目标识
别技术的自主研发力度,只有这样我们才能在水中目标识别领域从本质上摆脱受
制于人的现状。
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西北工业大学硕士学位论文
本课题研究的发展和现状
水中目标识别的研究动力在于现代海洋资源开发的迫切需要,然而任何一门
技术要转化为生产力都要经过实践的检验,需要经过漫长的发展,不断地改进和
完善。高阶统计