【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于陣列信號處理領域，具體涉及一種分布式陣列doa估計方法與系統。
技術介紹
1、測向也稱為波達方向角(direction?of?arrival,doa)估計一直是陣列信號處理領域的熱點研究內容，在通信、雷達和聲納等系統中有著廣泛應用。分布式陣列是將天線陣列拆分成多個小孔徑子陣列并將其分散布置的特殊稀疏陣列。不同于傳統陣列信號的非相參處理方式，分布式陣列對這些分散布置的子陣列信號進行相參處理，以達到使用少量陣元獲得等效陣列孔徑的目的，同時具有靈活性強、自由度高等優點，而實現各子陣之間相參處理的關鍵，是陣列之間的精確同步，這樣才能保證所有天線陣列之間存在明確的關聯，消除陣列誤差的影響，實現陣列的精確同步，這個任務稱為“誤差校正”。然而，目前的誤差校正方法在快拍數較少且低信噪比情況下，精確同步難以保證，進而難以保證高動態場景下的分布式陣列高精度測向，另外，即使精確同步可以保證，現有的測向方法也存在方法性能依賴參數設置和足量觀測數據的問題，方法性能有待提升。
2、經對現有文獻的檢索發現，許紅波等在《宇航學報》(2012，vol.33，no.12，pp.1801-1805)發表的“一種分布式陣列波達方向估計方法”中，對每個虛擬子陣分別進行doa估計后再進行融合處理得到最終的方位向估計結果，但是此方法沒有將各子陣接收信號做相參處理，無法實現對應于整個陣列孔徑的空域分辨力。向洪等在《電子與信息學報》(2016，vol.38，no.11，pp.2767-2773)發表的“單快拍數據的分布式陣列doa估計”中，提出了一種基
3、已有的文獻表明，目前對于分布式陣列測向方法的研究取得很大的進展，但是容易陷入局部最優，魯棒性差，并且在低信噪比和多目標情況下，子陣間相位偏差恢復精度和測向精度均有待提高。另外，方法性能依賴于參數設置，參數設置不當，方法性能惡化。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服傳統分布式陣列測向方法所面臨的在低信噪比情況下子陣間相位差恢復精度和測向精度較低且方法性能依賴于參數設置的工程難題，提供的一種分布式陣列doa估計方法與系統。
2、本專利技術的目的通過如下技術方案來實現：
3、一種分布式陣列doa估計方法，包括以下步驟：
4、步驟一：獲取分布式陣列中每個子陣列接收信號的快拍采樣數據；
5、步驟二：對子陣接收到的采樣數據進行白化，同時基于jade算法的代價函數構建目標函數；
6、步驟三：構造和計算量子病例的適應度，確定全局最優量子位置；
7、步驟四：更新量子病例種群中的每個量子病例的量子位置；
8、步驟五：將更新后的量子病例的量子位置映射成為量子病例位置，根據適應度函數計算新的量子病例位置的適應度值，進而更新全局最優量子位置；
9、步驟六：根據新的量子病例位置的適應度值完成量子病例狀態轉換；
10、步驟七：判斷迭代模型是否達到其最大迭代次數；若未達到，則返回步驟四重新迭代；否則，輸出全局最優位置及其對應的最優矩陣，進而得到混合矩陣的估計矩陣，得到恢復源信號；
11、步驟八：對恢復源信號作歸一化，然后估計子陣間相位偏差；
12、步驟九：將估計出的子陣間相位偏差代入root-music算法中實現基于分布式陣列的doa估計。
13、進一步地，在步驟一中，具體包括：
14、考慮在二維平面上，使用k個線性分布式陣列進行探測，每個子陣具有mk個陣元，k＝1,...,k，總的陣元數表示為
15、構造一個平面笛卡爾坐標系，以第一個子陣的參考陣元位置作為原點，用坐標表示陣列的相對位置，將第k個子陣的第一個陣元位置表示為qk＝[qk,x,qk,y]t，其中，q1＝[0,0]t，則第k個子陣相對于第1個子陣的空間位置關系表示為ξk＝qk-q1＝qk，平臺運動導致的陣列擺放方向與水平方向存在角度偏差，則第k個子陣存在的角度偏差表示為δk；
16、在子陣內，將第k個子陣的第m個陣元相對第1個陣元的相對空間位置表示為ηk,m，其中，ηk,1＝0，k＝1,...,k，m＝1,...,mk，則子陣內陣列流形為
17、第k個子陣的第m個陣元與第m+1個陣元之間的距離為則第k個子陣的陣元間距矢量為
18、考慮每個子陣均為均勻線性陣列且陣元數相同的情況，且每個子陣陣元間距均為則每個子陣的陣列流形為
19、整個分布式陣列的孔徑表示為d，在動態場景中，平臺運動導致子陣間存在未知的位置誤差，第k個子陣相對位置關系ξk由精確已知變為未知以及第k個子陣存在的未知角度偏差δk；
20、構建分布式陣列遠場模型，考慮所有子陣擺放在x軸的情況，第k個子陣的第一個陣元位置表示為qk＝[qk,x,qk,y]t＝[ξk,x,ξk,y]t，其中ξk,y＝0，q1＝[0,0]t，則第k個子陣相對于第1個子陣的空間位置關系表示為ξk＝qk-q1＝[ξk,x,0]t，并且子陣間布陣方式為即而不考慮角度偏差的影響，即δk＝0；
21、l個遠場窄帶信號從方向θ＝[θ1,θ2,...,θl]入射到分布式陣列上；第k個子陣接收第t次快拍采樣數據為：
22、xk(t)＝ak(θ,ξk)s(t)+nk(t)
23、其中，為第k個子陣的mk×1維陣列接收數據向量，s(t)＝[s1(t),s2(t),...,sl(t)]t為l×1維空間信號向量，為第k個子陣的mk×1維加性高斯噪聲信號向量，t＝1,2,...,ts，t本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種分布式陣列DOA估計方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種分布式陣列DOA估計方法，其特征在于：在步驟一中，具體包括：
3.根據權利要求1所述的一種分布式陣列DOA估計方法，其特征在于：在步驟二中，具體包括：
4.根據權利要求1所述的一種分布式陣列DOA估計方法，其特征在于：在步驟三中，具體包括：
5.根據權利要求1所述的分布式陣列DOA估計方法，其特征在于：在步驟四中，具體包括：
6.根據權利要求1所述的一種分布式陣列DOA估計方法，其特征在于：在步驟五中，具體包括：
7.根據權利要求1所述的一種分布式陣列DOA估計方法，其特征在于：在步驟六中，具體包括：
8.根據權利要求1所述的一種分布式陣列DOA估計方法，其特征在于：在步驟八中，具體包括：
9.根據權利要求1所述的一種分布式陣列DOA估計方法，其特征在于：在步驟九中，具體包括：
10.一種計算機裝置/設備/系統，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上的計算機程序，其特征在于：所述處理器執行
...【技術特征摘要】
1.一種分布式陣列doa估計方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種分布式陣列doa估計方法，其特征在于：在步驟一中，具體包括：
3.根據權利要求1所述的一種分布式陣列doa估計方法，其特征在于：在步驟二中，具體包括：
4.根據權利要求1所述的一種分布式陣列doa估計方法，其特征在于：在步驟三中，具體包括：
5.根據權利要求1所述的分布式陣列doa估計方法，其特征在于：在步驟四中，具體包括：
6.根據權利要求1所述的一種分布式陣列doa估計...
【專利技術屬性】
技術研發人員：高洪元，張志偉，阿卜杜卡德爾，劉慶玲，張偉，谷曉苑，王欣悅，魏佳林，陳仕祺，張夢卓，
申請(專利權)人：哈爾濱工程大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。