分布源多波束测深系统实验数据分析采用基于空间平滑的广义MUSIC算法对多波束测深系统原始数据进行处理,有以下几点说明:① 由于在未知分布源角信号密度分布情况的情况下,采用均匀分布往往能得到更为准确的估计结果,因此假设分布源的角密度函数符合均匀分布;② 算法采用前向空间平滑,将阵元数为40的均匀直线阵分为9个子阵,每个子阵阵元数为 32,对各子阵的数据协方差矩阵求平均,得到修正的数据协方差矩阵;③ 参考点源信源数估计,在平坦区域信源数一般为2,为防止遗漏信号,在算法中取信源数为3;④ 谱峰搜索范围取中心波达角度范围-90°至90°,取角度扩展范围为0°至6°
从空间谱上可以清晰的分辨两个方向的信号,谱峰所在位置处的角度扩展很小,此时信源符合点源模型,点源MUSIC算法能够较好的逼近分布源广义MUSIC方法,获得良好的DOA估计结果; 另一时刻的广义MUSIC空间谱,根据谱峰搜索结果,两个目标的角度扩展分别为2°和3.8°,此时,多波束测深系统接收的海底反向散射信号具备分布源特性
为算法对整ping多波束测深数据进行处理得到DOA-TOA曲线
① 空间平滑可以对相干分布源进行解相干是有效的;② 算法对点源和分布源都有效;③ 该方法在小角度范围内的测量结果较为发散,外侧的性能远优于内侧,说明该方法适应性尚有一定的局限性
主要原因是: 第一,小角度范围内回波持续样本点数较少( 正下方水深约56m,在-10°至10°内约有50个采样点) ,算法选取快拍数为20( 两倍脉宽,脉宽为0.1ms) ,小快拍数使算法的性能受到影响;第二,DOA随时间的变化率较大,因此测量精度降低
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