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公开(公告)号：CN111323750B
公开(公告)日：2022-08-02
申请号：CN202010197246.8
申请日：2020-03-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S5/18
Abstract: 本发明提供一种基于声矢量阵列网络的直接定位方法，属于目标被动定位领域。本发明首先对各阵列节点接收的声压和振速数据进行分段频域变换；而后在待测区域内逐点扫描，计算扫描点处引导方位和时延；对声压和振速数据加权求和，得到所有阵列的加权数据矩阵；利用频域定位模型，计算等效阵列流形；然后利用空间谱估计算法，计算各频率上的空间谱，累积得到所有频率的总空间谱；以合适的扫描步长，计算待测区域各点的空间谱，搜索空间谱谱值的峰值，即可得到待测目标位置。本发明把声矢量阵引入到多阵列目标直接定位方法中，利用声压振速联合处理技术，获得较标量阵更高的定位精度和空间分辨率，对低信噪比条件下的目标定位有着更好的适应能力。
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公开(公告)号：CN110082741B
公开(公告)日：2022-07-15
申请号：CN201910194162.6
申请日：2019-03-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S7/52
Abstract: 本发明提供的是公开了一种基于伪数据重构的超分辨波达角估计算法。构建噪声特征值不发散的协方差矩阵，当阵列导向矢量满足奇函数时，将构建协方差矩阵进行复共轭运算，使协方差矩阵将包含目标对称位置处的DOA信息，将构建协方差矩阵和进行复共轭运算后的构建协方差矩阵进行相加，得到新的协方差矩阵。在为新协方差矩阵添加匹配源，得到匹配协方差矩阵。利用匹配协方差矩阵中噪声子空间对应的第一个特征值和原始协方差矩阵的噪声子空间对应的第一个特征值的两倍相减，构建了新的空间谱。本发明将角度分辨率提高，有利于对目标的探测、检测；将对称目标信息融入，使得谱搜索范围减半，有效减少算法复杂度，降低算法对硬件的存储、传输的要求。
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公开(公告)号：CN112903081B
公开(公告)日：2022-05-03
申请号：CN202110080576.3
申请日：2021-01-21
Applicant: 中国海洋石油集团有限公司 , 中海油研究总院有限责任公司 , 哈尔滨工程大学
IPC: G01H3/10
Abstract: 本发明涉及一种声矢量传感器阵列自适应波束形成方法、系统、计算机设备及存储介质，其包括：声矢量传感器阵列在水下环境噪声场中接收远场窄带信号；根据接收的远场窄带信号，计算协方差矩阵；对协方差矩阵进行特征分解，得到个特征值和特征向量；估计协方差矩阵的信号子空间维度为p；采用前p个大特征值对应的特征向量，构成信号子空间矩阵；将期望信号角度θ0处的矢量传感器阵列导向向量投影到信号子空间上得到投影后的导向向量；根据投影后的导向向量构造阻塞矩阵；根据阻塞矩阵计算波束形成权值向量。本发明利用声矢量传感器进行自适应波束形成，达到了抑制噪声和干扰，提高信干噪比；主要应用于水下弱目标的被动探测。
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公开(公告)号：CN112903081A
公开(公告)日：2021-06-04
申请号：CN202110080576.3
申请日：2021-01-21
Applicant: 中国海洋石油集团有限公司 , 中海油研究总院有限责任公司 , 哈尔滨工程大学
IPC: G01H3/10
Abstract: 本发明涉及一种声矢量传感器阵列自适应波束形成方法、系统、计算机设备及存储介质，其包括：声矢量传感器阵列在水下环境噪声场中接收远场窄带信号；根据接收的远场窄带信号，计算协方差矩阵；对协方差矩阵进行特征分解，得到个特征值和特征向量；估计协方差矩阵的信号子空间维度为p；采用前p个大特征值对应的特征向量，构成信号子空间矩阵；将期望信号角度θ0处的矢量传感器阵列导向向量投影到信号子空间上得到投影后的导向向量；根据投影后的导向向量构造阻塞矩阵；根据阻塞矩阵计算波束形成权值向量。本发明利用声矢量传感器进行自适应波束形成，达到了抑制噪声和干扰，提高信干噪比；主要应用于水下弱目标的被动探测。
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公开(公告)号：CN107941326B
公开(公告)日：2020-11-03
申请号：CN201711083687.X
申请日：2017-11-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01H17/00
Abstract: 本发明公开了一种系泊条件下舰船辐射噪声矢量测量系统及测量方法，属于舰船辐射噪声测量技术领域，包括干端平台及湿端平台，干端平台主要用于信号调理、信号采集、数据处理以及时统同步，包括信号调理装置、数据采集存储装置、数据处理软件、时统装置、同步测距信号发射装置和工作方舱；湿端平台主要用于测量信号接收、同步信号发射，并将接收到的信号输出给干端平台，包括十六元测量水听器直线阵、同步测距换能器、信号传输电缆、支撑钢架结构、浮球和锚块，十六元测量水听器直线阵为主要的采集舰船辐射噪声的装置。本发明公开的测量方法简单便捷，进一步提高了系统的测量能力，能够克服实际工程当中某些低噪声工况无法准确测量的难题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111667809A
公开(公告)日：2020-09-15
申请号：CN202010475315.7
申请日：2020-05-29
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G10K11/28
Abstract: 本发明提供的是一种可调控水下声波反射角的声学超表面，它包括：均匀介质(1)、均匀介质(2)、均匀介质(3)、均匀介质(4)、隔板(5)以及底板(6)，均匀介质(1)、均匀介质(2)、均匀介质(3)、均匀介质(4)呈周期性排列，每两种介质之间用隔板(5)隔开，均匀介质(1)、均匀介质(2)、均匀介质(3)、均匀介质(4)以及隔板(5)的底部附有底板(6)。本发明所提供的声学超表面能够对水下反射声波的反射角进行调控。
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公开(公告)号：CN110764055A
公开(公告)日：2020-02-07
申请号：CN201911020836.7
申请日：2019-10-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明涉及一种虚拟平面阵水下运动目标辐射噪声矢量测量系统及测量方法，属于水下低噪声目标的辐射噪声测量领域；该矢量测量系统由矢量水听器水平直线阵、仪器舱、同步测距装置、时统装置、导航装置、浮球-重物系留系统、信号传输电缆和数据处理装置等组成；该矢量测量方法中采用导航装置引导被测目标进入测量区域；使用同步测距装置获得被测目标与基阵之间的距离、被测目标的运动轨迹，并根据合成孔径技术可形成虚拟平面阵；在获取被测目标的辐射噪声数据后，利用数据处理装置对声压信号和质点振速信号进行声压振速联合处理，实现测量。本发明以矢量水听器为基础，可靠性和可维修性高，实施便利，在水下低辐射噪声测量方面有很大的发展前景。
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公开(公告)号：CN110082741A
公开(公告)日：2019-08-02
申请号：CN201910194162.6
申请日：2019-03-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S7/52
Abstract: 本发明提供的是公开了一种基于伪数据重构的超分辨波达角估计算法。构建噪声特征值不发散的协方差矩阵，当阵列导向矢量满足奇函数时，将构建协方差矩阵进行复共轭运算，使协方差矩阵将包含目标对称位置处的DOA信息，将构建协方差矩阵和进行复共轭运算后的构建协方差矩阵进行相加，得到新的协方差矩阵。在为新协方差矩阵添加匹配源，得到匹配协方差矩阵。利用匹配协方差矩阵中噪声子空间对应的第一个特征值和原始协方差矩阵的噪声子空间对应的第一个特征值的两倍相减，构建了新的空间谱。本发明将角度分辨率提高，有利于对目标的探测、检测；将对称目标信息融入，使得谱搜索范围减半，有效减少算法复杂度，降低算法对硬件的存储、传输的要求。
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公开(公告)号：CN109001297A
公开(公告)日：2018-12-14
申请号：CN201810574991.2
申请日：2018-06-05
Applicant: 哈尔滨工程大学
CPC classification number: G01N29/046 , G01H3/00
Abstract: 本发明提供的是一种基于单矢量水听器的大样本水声材料声反射系数测量方法。主要包括：(1)剔除试样边缘衍射声；(2)构建信号处理模型；(3)分离直达声与反射声；(4)获取声反射系数。本发明一方面采用宽带窄脉冲作为发射信号形式，该信号时、频特性易于控制，可在时间上分离试样边缘衍射声，规避其影响；另一方面将单矢量水听器看作三元接收阵，采用子空间分解的阵列信号处理算法处理测量数据，数据处理方便快捷，具有较好的实时性；另外，本发明采用常规声源和矢量水听器作为测量的核心部件，无需使用传统的大型发射和接收基阵，省去了庞大复杂的测量系统，测试步骤少，只需一次发射即可获得关心频带的声反射系数，有效提高测量效率。
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公开(公告)号：CN105954709B
公开(公告)日：2018-12-07
申请号：CN201610293286.6
申请日：2016-05-06
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S3/80
Abstract: 本发明属于声矢量传感器阵列信号处理领域，具体涉及涉一种应用于水下目标的远程被动探测的基于特征值多阈值修正的声矢量圆阵信源数检测方法。本发明包括：建立声矢量圆阵信号接收模型，获得声矢量圆阵接收声压数据、径向振速数据、切向振速，构造声矢量圆阵声压振速联合处理的协方差矩阵，对进行特征值分解；对协方差矩阵分解后得到的特征值集合进行多阈值划分处理，获得信号和噪声对应特征值集合。该方法将基于特征值多阈值修正的信息论检测方法与声矢量圆阵良好抗噪性能有机结合起来，明显地降低了检测算法的信噪比门限，克服了传统的MDL、对角加载MDL、GDE等检测方法对噪声特征值变化较为敏感的缺点。
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