中国科学院声学研究所王兆欣获国家专利权
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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用于测深侧扫声呐的获取目标来波方向的方法及系统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:CN120009897B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-16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:202510009801.2,技术领域涉及:G01S15/88;该发明授权一种用于测深侧扫声呐的获取目标来波方向的方法及系统是由王兆欣;张东升;徐辉;李良涛;陶鸿博;王宇浩;刘金珂;安创世;杨之鹏设计研发完成,并于2025-01-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于测深侧扫声呐的获取目标来波方向的方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及阵列信号处理技术领域,特别涉及一种用于测深侧扫声呐的获取目标来波方向的方法及系统。该方法包括:步骤1:估计全接收阵列接收到的数据矩阵的协方差矩阵;步骤2:对协方差矩阵进行特征分解,得到信号子空间和噪声子空间;步骤3:通过ESPRIT算法,基于信号子空间,获取目标的估计角度粗值;步骤4:将估计角度粗值代入信号导向矢量进行一阶泰勒展开,利用噪声子空间和信号导向矢量的正交性,获取估计角度偏差值;将估计角度粗值与估计角度偏差值的和作为目标来波方向的角度估计值。本发明通过联合噪声子空间补偿的改进ESPRIT方法,使其估计结果与MUSIC算法精度基本一致,且保证了计算量远小于Root‑MUSIC算法。
本发明授权一种用于测深侧扫声呐的获取目标来波方向的方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种用于测深侧扫声呐的获取目标来波方向的方法,包括: 步骤1:估计全接收阵列接收到的数据矩阵X的协方差矩阵RX; 步骤2:对协方差矩阵RX进行特征分解,得到信号子空间ES和噪声子空间EN; 步骤3:通过ESPRIT算法,基于信号子空间ES,获取目标的估计角度粗值θgl; 步骤4:将估计角度粗值θgl代入信号导向矢量进行一阶泰勒展开,利用噪声子空间EN和信号导向矢量的正交性,获取估计角度偏差值δl;将估计角度粗值θgl与估计角度偏差值δl的和作为目标来波方向的角度估计值θl; 所述步骤2具体包括:对协方差矩阵RX进行特征分解,将特征值由大到小排列,前L个大的特征值相关的特征向量组成信号子空间ES,剩余M-L个小特征值相关的特征向量组成噪声子空间EN,其中,M为全接收阵列的阵元数量,L为射至该全接收阵列的远场窄带信号的数量;其中, 其中,·H表示矩阵的共轭转置,ΣS为信号特征值组成的对角矩阵,ΣN为噪声特征值组成的对角矩阵; 所述步骤3具体包括: 步骤3-1:将全接收阵列分成完全一样且相互重叠的第一子阵列和第二子阵列;将信号子空间ES拆分为第一子空间ES1和第二子空间ES2;其中,第一子空间ES1为对应第一子阵列的信号子空间;第二子空间ES2为对应第二子阵列的信号子空间: ES1=[IM-1|0M-1]ES ES2=[0M-1|IM-1]ES 其中,IM-1代表M-1×M-1的单位矩阵,0M-1代表M-1×1的零向量; 步骤3-2:利用第一子空间ES1和第二子空间ES2,获得第一过程矩阵Ψ: Ψ=ES1 +ES2 其中,·+表示求伪逆; 步骤3-3:对第一过程矩阵Ψ进行特征值分解,从而获得L个大特征值对应的特征值矢量zl; 步骤3-4:基于L个大特征值对应的特征值矢量zl,利用ESPRIT算法求解得到估计角度的粗值θgl: 其中,λ为远场窄带信号的波长。
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