中國科學院聲學研究所王兆欣獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國科學院聲學研究所申請的專利一種用于測深側掃聲吶的獲取目標來波方向的方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120009897B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-16發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510009801.2,技術領域涉及:G01S15/88;該發明授權一種用于測深側掃聲吶的獲取目標來波方向的方法及系統是由王兆欣;張東升;徐輝;李良濤;陶鴻博;王宇浩;劉金珂;安創世;楊之鵬設計研發完成,并于2025-01-03向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種用于測深側掃聲吶的獲取目標來波方向的方法及系統在說明書摘要公布了:本發明涉及陣列信號處理技術領域,特別涉及一種用于測深側掃聲吶的獲取目標來波方向的方法及系統。該方法包括:步驟1:估計全接收陣列接收到的數據矩陣的協方差矩陣;步驟2:對協方差矩陣進行特征分解,得到信號子空間和噪聲子空間;步驟3:通過ESPRIT算法,基于信號子空間,獲取目標的估計角度粗值;步驟4:將估計角度粗值代入信號導向矢量進行一階泰勒展開,利用噪聲子空間和信號導向矢量的正交性,獲取估計角度偏差值;將估計角度粗值與估計角度偏差值的和作為目標來波方向的角度估計值。本發明通過聯合噪聲子空間補償的改進ESPRIT方法,使其估計結果與MUSIC算法精度基本一致,且保證了計算量遠小于Root?MUSIC算法。
本發明授權一種用于測深側掃聲吶的獲取目標來波方向的方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種用于測深側掃聲吶的獲取目標來波方向的方法,包括: 步驟1:估計全接收陣列接收到的數據矩陣X的協方差矩陣RX; 步驟2:對協方差矩陣RX進行特征分解,得到信號子空間ES和噪聲子空間EN; 步驟3:通過ESPRIT算法,基于信號子空間ES,獲取目標的估計角度粗值θgl; 步驟4:將估計角度粗值θgl代入信號導向矢量進行一階泰勒展開,利用噪聲子空間EN和信號導向矢量的正交性,獲取估計角度偏差值δl;將估計角度粗值θgl與估計角度偏差值δl的和作為目標來波方向的角度估計值θl; 所述步驟2具體包括:對協方差矩陣RX進行特征分解,將特征值由大到小排列,前L個大的特征值相關的特征向量組成信號子空間ES,剩余M-L個小特征值相關的特征向量組成噪聲子空間EN,其中,M為全接收陣列的陣元數量,L為射至該全接收陣列的遠場窄帶信號的數量;其中, 其中,·H表示矩陣的共軛轉置,ΣS為信號特征值組成的對角矩陣,ΣN為噪聲特征值組成的對角矩陣; 所述步驟3具體包括: 步驟3-1:將全接收陣列分成完全一樣且相互重疊的第一子陣列和第二子陣列;將信號子空間ES拆分為第一子空間ES1和第二子空間ES2;其中,第一子空間ES1為對應第一子陣列的信號子空間;第二子空間ES2為對應第二子陣列的信號子空間: ES1=[IM-1|0M-1]ES ES2=[0M-1|IM-1]ES 其中,IM-1代表M-1×M-1的單位矩陣,0M-1代表M-1×1的零向量; 步驟3-2:利用第一子空間ES1和第二子空間ES2,獲得第一過程矩陣Ψ: Ψ=ES1 +ES2 其中,·+表示求偽逆; 步驟3-3:對第一過程矩陣Ψ進行特征值分解,從而獲得L個大特征值對應的特征值矢量zl; 步驟3-4:基于L個大特征值對應的特征值矢量zl,利用ESPRIT算法求解得到估計角度的粗值θgl: 其中,λ為遠場窄帶信號的波長。
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