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公开(公告)号：CN116973900A
公开(公告)日：2023-10-31
申请号：CN202310878457.1
申请日：2023-07-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开一种冰下声纳目标方位估计方法、系统、终端及计算机存储介质，属于水声信号处理技术领域，以解决声纳无法在冰下脉冲噪声干扰下对目标来波方向进行估计的问题。包括：根据接收的入射信号，构建阵列接收信号矩阵，定义与阵列接收信号矩阵秩数相同的初始列满秩矩阵；构造残差拟合矩阵及其范数，通过求解残差拟合矩阵最小范数，得到行满秩矩阵；利用复值满牛顿算法对行满秩矩阵的列向量进行更新优化，将优化行满秩矩阵代入残差拟合矩阵，通过对更新后残差拟合矩阵的最小化范数求解，得到列满秩矩阵；将列满秩矩阵作为信号子空间矩阵，利用MUSIC方法输出空间谱，通过谱峰搜索获得波达方向估计结果。上述方案有效抑制了冰下脉冲噪声的干扰。
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公开(公告)号：CN113064147B
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202110337727.9
申请日：2021-03-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S7/539
Abstract: 本发明公开了一种低信噪比下新型匹配场被动定位方法，本发明具体实现步骤如下：(1)选择距离和深度网格，通过声场模型计算拷贝场向量，进而计算拷贝场矩阵；(2)时频分析接收数据获得声源频率，并计算对应频率的协方差矩阵；(3)基于黎曼流形中的测地线距离，构造出两种黎曼匹配场处理器(4)分析不同信噪比下协方差矩阵的迹，改进黎曼匹配场处理器；本发明优点在于：(1)提高了黎曼匹配场处理器在低信噪比环境下的性能；(2)小孔径阵列条件下，算法可以有效降低旁瓣级，提高主瓣分辨率；(3)阵元间距大于半波长条件下，算法可以有效降低旁瓣级，提高主瓣分辨率。
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公开(公告)号：CN116567047A
公开(公告)日：2023-08-08
申请号：CN202310700746.2
申请日：2023-06-13
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: H04L67/125 , H04L67/12 , H04L67/565 , H04L9/40 , H04B11/00 , H04B13/02
Abstract: 本发明公开了一种水声通信实验样机系统及实验方法，所述系统包括实验控制终端、网关、水声通信实验发射样机和水声通信实验接收样机，实验控制终端部署在实验用户所在公网的服务器，用于发起实验请求，控制水声通信实验收发样机；网关作为联结实验控制终端与收发样机的网络节点，使用端口映射方式架设硬件子网，将水声通信实验设备作为私有子网设备，使得收发硬件与公网环境隔离，阻断来自其他公网用户的广播干扰与网络地址攻击，完成实验指令、信号与硬件状态的稳健转发；水声通信实验收发样机位于子网内，基于经由网关转发的、实际来自实验控制终端的指令完成操作。本发明提供了适用于大型局域网环境，具备抗干扰功能的水声通信实验样机系统。
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公开(公告)号：CN116455705A
公开(公告)日：2023-07-18
申请号：CN202310354303.2
申请日：2023-04-06
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种时变水声信道估计方法，(1)对真实的水声数据利用傅里叶变换方法进行时间偏移补偿；(2)对真实的水声信道进行克罗内科积结构分解，利用贝叶斯信息准则进行结构参数的选取；(3)已知结构参数基础上利用稀疏增强共轭梯度方法在线估计时变信道冲激响应，输出多脉冲水声信道估计结果。本发明优点在于利用真实水声信道潜在的结构化稀疏特点，降低信道冲激响应参数估计维度，在低信噪比条件下，有效抑制虚假估计，同时利用自适应递归思想，对多脉冲时变水声信道具有较好的在线连续估计能力，较强抗噪声干扰能力。
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公开(公告)号：CN115208483B
公开(公告)日：2023-02-10
申请号：CN202210772171.0
申请日：2022-06-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供了一种极地脉冲干扰下的水声通信方法，基于单载波相移键控调制体制，将通信信息调制到载波相位上，信息比特通过卷积编码器进行信道编码。接收端通信信号的解码流程如下：首先进行脉冲检测，重构接收信号中的脉冲干扰，再通过迭代脉冲干扰估计消除与频域均衡的方法，在最小二乘准则下对接收信号进行干扰重建、消除并进行频域均衡，之后基于均衡后的符号，采用基于变分贝叶斯的信道、脉冲干扰和符号联合估计算法，利用多个参数的概率分布拟合联合概率分布，得到信道、干扰及符号的估计值。本发明的优点在于(1)同时考虑了信道和脉冲干扰的稀疏性；(2)在脉冲噪声环境下稳健性好；(3)保证性能的同时计算复杂度可以接受。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109061612B
公开(公告)日：2022-12-13
申请号：CN201810757444.8
申请日：2018-07-11
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S7/52
Abstract: 一种新型稀疏圆台阵列浅水域组合搜索方法，涉及声纳基阵技术领域。本发明首先建立基于圆台阵的全局空间直角坐标系,引入俯仰角θ、方位角设置各阵元在全局坐标系中的位置分布参数，布放圆环阵列；对各层圆环阵进行稀疏化处理，构建新型稀疏化多层圆台阵；计算各阵元相对于参考点O的接收信号相位差，对新型圆台阵各阵元进行相控补偿、波束形成；利用新型圆台阵各层圆环阵列和母线阵列在垂直方向融合组合搜索；改变新型圆台阵层数、高度、母线斜率等参数，得到优化的搜索区域范围和搜索目标结果。本发明使浅海坐底立体圆台声基阵具有更好的顶端搜索范围、节约布阵成本以及抗海底来向干扰等优势，具有较好的应用前景。
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公开(公告)号：CN115236648A
公开(公告)日：2022-10-25
申请号：CN202210770533.2
申请日：2022-06-30
Applicant: 哈尔滨工程大学 , 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)
Abstract: 本发明公开了一种极地冰下目标声回波信号时延和多普勒联合估计方法，步骤1：构建托普利兹字典矩阵V＝[v1…vk…vn]作为发射声信号的时延状态矩阵；步骤2：将矩阵V进行重采样扩展为具有多普勒分辨力的托普利兹字典矩阵组W＝[V1…Vi…Vd]，步骤3：利用加权迭代最小二乘求解超定方程Y*＝WH，得到待估计时延矩阵H，Y*表示包含脉冲噪声的接收声回波信号矩阵；步骤4：对H进行截取得到最终的时延及多普勒估计结果。本发明有效的提高了估计精度使其可以在极地脉冲噪声背景下，拥有更鲁棒的估计结果，同时可以在时延估计的同时得出多普勒估计结果。
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公开(公告)号：CN115236594A
公开(公告)日：2022-10-25
申请号：CN202210778986.X
申请日：2022-06-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S5/18
Abstract: 本发明公开了一种适用于极地脉冲噪声环境的冰下声源定位方法，获取声源信号，提取所述声源信号的频率信息，计算期望信号对应频点的协方差矩阵，并进行矩阵范数归一化；选择声场模型，在搜索区域内进行网格点划分，通过声场模型计算网格点处的拷贝场向量和对应的归一化拷贝场向量；归一化拷贝场向量共轭相乘得到拷贝场矩阵，对其进行重构；计算归一化协方差矩阵和重构拷贝场矩阵间的相对熵距离，估计每个网格点位置的归一化输出功率，对归一化后的输出功率进行排序，归一化输出功率大于给定阈值的网格点位置即为冰下声源的真实位置，网格点的数量即为冰下声源的数量。本发明具备更窄的主瓣宽度、更低的旁瓣级和更高的定位分辨率。
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公开(公告)号：CN115236589A
公开(公告)日：2022-10-25
申请号：CN202210772135.4
申请日：2022-06-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明的目的在于提供一种基于协方差矩阵修正的极地冰下DOA估计方法，包括以下步骤：在位于信号源远场的接收端搭建CACIS结构互质阵，各个阵元接收到K个不同方位入射的信号，对互质阵列接收信号x(t)建模得到接收数据矩阵X(t)，计算阵列接收数据矩阵X(t)的相位分数低阶协方差矩阵Cxx，计算互质阵列接收信号所对应的等价虚拟信号，构造多快拍接收数据矩阵Y，构建稀疏重构优化问题并求解，通过谱峰搜索获得DOA估计结果。本申请利用相位分数低阶相关(PFLOC)方法对协方差矩阵进行修正，在搭建CACIS结构互质阵的基础上构造了多快拍接收数据和相应的稀疏重构问题，改进了阵列性能，实现了在高斯噪声和脉冲噪声环境下均能对目标进行精确DOA估计的目的。
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公开(公告)号：CN115208482A
公开(公告)日：2022-10-18
申请号：CN202210770505.0
申请日：2022-06-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种极地脉冲干扰下的水声通信方法，属于极地水声通信领域，基于单载波相移键控调制体制，将通信信息调制到载波相位上。接收端通信信号的解码流程如下：首先进行脉冲检测，重构接收信号中的脉冲干扰；将信号分块处理，通过迭代干扰估计消除和时域均衡的方法，在最小二乘准则下对接收信号进行干扰重建、消除，在进行时域均衡；基于均衡后的符号，采用基于稀疏贝叶斯学习与最小二乘方法结合的联合估计算法，得到信道、干扰及符号的估计值。本发明的优点在于(1)时域分块处理，保证系统的实时性，且可以应用于水声时变信道；(2)在脉冲噪声环境下稳健性好；(3)保证性能的同时，分块处理降低了联合估计的计算复杂度。
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