一種基于多頻率單校準源的水下多元線陣陣形校準方法?

李光遠 王 瑩 王文冠 吳 迪

（大連測控技術研究所 大連 116013）

1 引言

隨著固定式噪聲測試技術及裝備的不斷發展，固定式水下多元陣列逐漸成為了艦船水下噪聲測量的重要手段，可為艦船噪聲源精確定位及識別提供可靠的平臺。然而，對于固定式布放于試驗場區的水下多元陣列噪聲測試系統，由于陣列規模較大，受布放施工誤差及海洋環境（海風、海流、海底地形）的影響，將不可避免地產生布放誤差，而陣列的布放誤差將直接導致基于理想陣形狀態下的噪聲源定位識別算法性能急劇下降［1］。一直以來，水下噪聲源精細化定位識別的主要手段是采用波達方向估計（Directional of Arrival，DOA）方法［2］，實現對噪聲源方位的精確分辨，其主要方法為基于特征分解理論的子空間類超分辨算法，典型的如多重信號分類算法［3］、信號參數旋轉不變算法［4］等，可初步解決艦船噪聲源精細化識別問題。隨著相關理論研究的不斷深入，研究人員又先后提出了波達方向矩陣算法［5］、加權子空間擬合方法［6～7］等，極大地提升了DOA算法精度。但在實際應用中，上述方法大多基于絕對精確的陣列流形，即各陣元間精確的位置關系。即使陣元位置存在較小偏差，DOA估計方法的性能都可能會急劇下降甚至失效［8］，因此，采用有效的措施對陣形進行校準成為了相關領域研究的關鍵和熱點。

目前存在許多陣形估計校準方法，然而由于它們各自的局限性，在實際使用過程中往往效果不佳。傳感器直測法可實時、快速校準陣列各陣元位置誤差，但此種算法的校準精度受到傳感器本身數量和精度的限制，且會導致系統穩定性降低［9］，只適合作為大尺度空間陣列的輔助校準手段。……