仪器仪表学报

作者：董聚兵，刘晓东

单位：董聚兵,1. 中国科学院声学研究所，2. 中国科学院大学，3. 北京市海洋声学装备工程技术研究中心,,刘晓东,1. 中国科学院声学研究所，2. 中国科学院大学，3. 北京市海洋声学装备工程技术研究中心，4. 中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室,

关键词：测深侧扫声纳;四阶累积量;虚拟阵元;幅相校正

基金：中国科学院战略性先导科技专项（XDA13030601）项目资助

针对高频测深侧扫声纳工作时会受到高斯色噪声影响的问题,提出基于四阶累积量及幅相误差自校正的波达方向估计方法。首先,计算声纳回波信号的四阶累积量,得到协方差矩阵;其次,采用加权平均算法对协方差矩阵进行降维处理,得到构造矩阵;再次,通过恢复构造矩阵的Toeplitz特性完成幅相校正,并增加相位线性拟合算法进一步提升校正效果;最后,采用求根多重信号分类(Root-MUSIC)算法求解得到波达方向估计。仿真结果表明,本文算法的角度估计均方误差相对于基于自校正的RootMUSIC算法有约0.07°的提升,改善了四阶累积量算法在阵元幅相误差条件下估计精度下降的问题。海试数据分析表明,本文算法的相对测深精度相对于基于自校正Root-MUSIC算法有约0.03%~0.08%的提升,且在水平距离90m范围内的满足0.75%的测深精度标准。仿真和海试数据均证明了本文算法在高斯色噪声及阵元幅相误差条件下的DOA估计性能优于传统算法。

来源：2022年第8期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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