一、Signal waveform design to detect an underwater high-speed small target（论文文献综述）
俞传富[1]（2021）在《基于编码激励的水下声呐高帧频成像算法研究与实现》文中研究表明一直以来,水下成像声呐技术已经在海底地形勘测与内陆河流探索中得到广泛应用,但是由于水下成像系统需要多次的发射-接收超声信号的过程,导致成像系统的帧率难以提升。随着MIMO技术及大功率电子器件的发展,超声编码信号已在水下声学探测中有所应用。本文以系统的发射信号及其相应的高帧率成像方法为设计目标,设计了一种基于正交编码激励的高帧频成像方法,该成像方法具有成像帧率高,抗干扰性能好的特点,能够有效提高水下探测系统的成像帧率。最后设计相应的硬件编码发射电路验证了正交编码信号的可行性。本文的主要研究内容如下:（1）提出一种基于编码信号激励的阵列波束形成算法。通过对常规波束形成器的介绍,引出了本章所设计的基于编码调制的自适应波束形成成像算法。该成像方法利用虚拟阵元技术,采用了编码信号作为发射信号,并且采用最小均方误差（LMS）波束形成器进行成像计算。仿真得出该编码激励成像方法能够有效利用编码信号的带宽与正交性,实现成像分辨率和图像对比度的提升,同时只需要一次收发,提高了单次成像的成像帧率。（2）提出一种基于平衡Gold-LFM正交编码激励的高帧频成像算法。该算法利用平衡Gold码元的自相关与互相关特性及LFM信号较高的脉冲压缩比,实现了水下声呐二维阵列的高帧频成像算法。通过设计仿真实验,验证了本成像方法具有较高的成像速率与成像信噪比。并且验证了当相互正交的编码激励信号所产生的回波在空间内产生混叠时,该成像方法同样能够对每一种正交信号进行相应的成像操作,降低了伪影,提高了图像的对比度,同时提高了连续成像时的成像帧率。（3）设计并制作一种超声编码信号发射电路。该电路由FPGA芯片通过数字接口控制DAC芯片产生相应的编码信号波形,采用直接数字频率合成技术使得该系统可以灵活调整编码形式及编码长度。DAC芯片所输出的信号波形通过PWM调制电路产生与波形相对应的PWM波形,通过该PWM波形来控制D类功率放大器进行编码信号的波形恢复与功率放大,实现了驱动超声换能器的目的。最后给出相应的实际示波器显示的编码波形,验证了所设计编码发射电路的有效性。
赵海鸣,吴志杰,郝奇,王艳丽,罗柏文[2]（2020）在《采矿混响环境下超声波探测信号设计》文中研究指明针对深海采矿环境中混响干扰对水下微地形探测的影响,设计了一种可以抑制水下混响并提高探测精度的超声波发射信号。通过分析探测目标的接收信号模型,根据Neyman-Pearson准则得到目标回波探测模型的检测性能评价指标。基于高斯点目标最优检测理论,提出采矿混响环境下发射波形的能量谱设计方法,进而得到混响环境下超声探测信号的幅度谱。保持幅度谱分量恒定,利用信号相位谱与信号长度的关系设计了可以满足不同探测系统和探测环境需要的超声波探测信号。利用设计的超声波探测信号及常用声呐信号在模拟深海采矿环境下进行探测实验,结果表明所设计的超声波探测信号在探测精度及抗混响能力方面均优于常用声呐信号。
吴梦瑶[3]（2020）在《激光远距离探测的若干关键技术研究》文中研究说明针对侦察,测绘,精确制导等领域对高性能激光三维成像技术的迫切需求,本文提出一种基于脉冲切片的脉冲激光三维成像技术,对该技术所涉及的若干关键问题进行研究,主要的研究内容包括六个部分:探测用双波长脉冲激光器设计;谐振腔镜面质量对高功率激光器极限光束质量的影响研究;基于多子光束干涉的空间结构光发射方法;基于脉冲切片的脉冲激光三维成像体制研究;激光三维成像系统高频噪声分析及其抑制方法研究;基于脉冲切片的激光三维成像实验样机的系统测试。基于Nd:YAG/Nd:YVO4互补吸收技术的双波长脉冲激光器设计。远距离探测用激光光源应具备脉冲峰值功率高,脉冲宽度窄,光束质量好,功率稳定性强的特点。传统的Nd:YAG激光器受其激光晶体材料限制,在高功率泵浦条件下,激光器的输出功率及其功率稳定性无法满足远距离探测要求。基于上述原因,我们提出一种Nd:YAG/Nd:YVO4互补吸收技术,将Nd:YAG激光晶体良好的热物性参数与Nd:YVO4激光晶体的宽光谱吸收特性进行优势互补,设计出具有高输出功率,高光束质量,高偏振特性,高功率稳定性的探测用激光光源。实验表明,选用40mm长、掺杂浓度为0.2%的Nd:YAG晶体作为前端晶体,选用16mm长、掺杂浓度为0.2%的Nd:YVO4晶体作为后端晶体是激光器最优化设计方案,实现了高效能高功率稳定性的激光脉冲输出。最后,采用腔内倍频技术实现532nm激光输出,完成了远距离探测用双波长激光器的研制工作。谐振腔镜面质量对高功率激光器极限光束质量的影响研究。光束质量是评价高功率固体激光器的一项重要指标,在高功率激光输出条件下,谐振腔热透镜效应,增益介质的掺杂均匀性以及输出镜的镜面质量对激光器光束质量的影响不可忽略。本文主要研究谐振腔输出镜镜面形变以及镜面瑕疵对激光器极限光束质量的影响情况,建立了分析谐振腔光场的微扰理论,研究谐振腔输出镜镜面形变以及镜面瑕疵等微小扰动对激光器极限光束质量的影响。该方法的主要思想是将谐振腔镜面的微小形变以及微小瑕疵当作是对谐振腔内光场运动方程的微小扰动,通过对谐振腔中具有微扰的本征函数进行求解,得到谐振腔内各阶横模光场所占比重,由此计算得到在不同镜面形变和不同瑕疵尺寸条件下的激光器极限光束质量。该方法同样适用于分析谐振腔中热透镜效应以及增益介质掺杂均匀性等因素对激光器极限光束质量的影响情况,为激光器基础问题研究提供一种新的仿真思路。基于多子光束干涉的空间结构光发射方法。本文提出了一种基于多子光束干涉的空间结构光发射方法,该方法基于激光光束良好的空间相干性,使各子光束在空间产生相干叠加效应,形成具有明暗相间特性的空间结构光,空间结构光的干涉主峰强度高,发散角小,能够有效改善激光传输过程中激光光束的远场发散问题,在减小激光中心光斑尺寸的同时,大幅度提高了激光光源对远距离小目标的探测能力。将这种具有明暗相间特性的空间结构光发射方式应用于半主动寻的激光制导系统中,大幅度提升了激光制导信号的编码能力,提高了半主动寻的制导武器的战场生存能力。基于脉冲切片的脉冲激光三维成像技术。本文提出了一种基于脉冲切片的脉冲激光三维成像方法,该方法不但具备距离选通激光三维成像的技术优势,即采用具有大规模像素阵列的CCD（或CMOS）光学传感器,同时克服了距离选通激光三维成像过程中脉冲宽度对纵向距离分辨率的限制,在实现远距离高精度激光三维成像方面具有重要的研究价值。该方法是以一定的延时步长调整CCD成像探测器快门的开启时刻,对目标返回的激光脉冲信号进行多帧截取,从而在探测器各个像素点上产生一个动态变化的灰度阶时间序列,通过对这个灰度阶时间序列进行处理,能够得到该像素点上回波脉冲峰值位置的返回时刻,从而获取每个像素点所对应的目标表面的相对纵向距离,进而实现对目标的三维测量;设计实验对放置在1km位置处纵向距离间隔为10cm的目标板进行三维重建,取得了良好的实验结果,验证了该成像体制能够达到厘米量级的测量精度,摆脱了激光脉冲宽度对激光三维成像系统纵向距离分辨率的限制。激光三维成像系统高频噪声分析及其抑制方法研究。通过分析激光三维成像系统中激光脉冲信号高频噪声的产生原因,得到了激光器模式竞争对输出光脉冲高频噪声的影响情况,即脉冲信号中0.25-0.75GHz频段内的高频噪声是由谐振腔多横模振荡产生的,0.75-1.8GHz频段内的高频噪声是由谐振腔多纵模振荡产生的,这种高频噪声严重影响激光光场的稳定性,导致激光三维重建结果中存在诸多起伏抖动;通过对采集到的激光脉冲波形进行高频降噪处理,可以得到均匀平滑的激光脉冲波形,说明激光脉冲波形中的高频噪声是引起脉冲波形抖动的直接原因;实验证明利用高频降噪方法能够有效减小三维重建结果中的起伏抖动现象,在保证激光三维成像系统测量精度的同时,大幅度优化了系统的成像质量。基于脉冲切片的激光三维成像实验样机的系统测试。将探测用高功率高光束质量脉冲激光器与CCD成像探测器相结合,研制出一款具有远距离高精度探测能力的激光三维成像实验样机。利用该样机进行远距离外场测试,实现了作用距离1km,纵向距离分辨率小于10cm,成像景深57m,视场角3°的技术指标;在重度雾霾环境下进行远距离成像实验,得到了良好的三维重建结果,说明该样机具备良好的大气穿透能力,能够对处于浓雾等遮蔽环境下的目标进行高精度三维测量。从测试结果来看,利用激光脉冲切片三维成像技术研制的激光三维成像实验样机具有探测精度高,成像视场大,成像景深宽的技术优势。
喻淇健[4]（2020）在《基于匹配滤波的水下目标主动检测算法的研究》文中认为随着人类社会的发展越来越多地依赖海洋,海洋事业特别是海防问题已经引起了世界各国的高度重视。而声呐系统也在其中发挥了越来越关键的作用,人们对声呐系统的要求也不再局限于发现目标,而是需要在发现目标的同时,获取目标的位置、姿态以及类型。与此同时,随着蛙人、水下航行器等新型战斗装备的发展,使得对这一类水下小目标的探测难度加大。因此,在此背景下,研究高性能的检测算法,探究其在工程实践中的可行性和可靠性具有非常重要的意义。匹配滤波器作为最常采用的信号检测器,是白噪声背景下（理想条件下）基于输出信噪比最大准则的“最佳”线性滤波器。因此,本文以匹配滤波理论为基础,针对水下运动目标,以提升匹配滤波器处理性能为目的,对匹配滤波器的后置处理算法进行了研究。重点研究了基于匹配滤波的频域自适应线谱增强技术,在低信噪比条件下,该算法体现出了比经典匹配滤波器,以及作为对比研究所引入的解卷积匹配滤波器更为优异的检测性能,对噪声进行了有效抑制,进一步提高了系统增益。此外,信号在水下经过多途径传输后,匹配滤波器的系统增益降低,同时,因多途效应的影响,匹配滤波器的输出端还会产生其他相关峰,导致处理增益和范围分辨率远低于理论预测。针对此问题,本文对环境修正匹配滤波器进行了研究。通过修正匹配滤波器的参考信号,来提高信号回波与发射信号的相关性,进一步改善匹配滤波器受多径效应影响时处理性能下降的问题。同时,信道估计的准确性对环境修正匹配滤波器的检测性能有着直接影响。因此,本文进一步对比了两种信道估计算法,并选择低信噪比下误差较小的二阶锥规划算法应用于环境修正匹配滤波器中。最后,本文对试验处理所得方位历程图通过计算机视觉的方法在OpenCV环境下进行了运动目标的提取,使目标和目标运动轨迹更加清晰、直观的显示在屏幕中。
马林[5]（2020）在《基于声矢量传感器的水声目标探测技术及应用试验研究》文中研究指明水声探测系统和相关技术已经取得了长足的发展,但是目前仍面临着被探测目标辐射噪声以及目标强度逐渐降低等挑战。当关注的信号频段降低时,声呐系统要获得与高频声呐相同的空间分辨性能,需要更大的阵列孔径。由于受到各种条件的限制,某些小平台并不适宜装备大孔径阵列。此时,矢量传感器或小孔径矢量阵列可能是更好的选择。矢量传感器体积小、重量轻、布放方便,非常适合水下小型声呐平台的安装要求。在单矢量传感器或小孔径矢量阵声呐系统中,被动探测一般难以精确地给出所探测目标的位置信息。为了能够确定目标位置,需要使用主动声呐系统进行探测与定位。基于矢量传感器的分布式声呐系统能够有效扩展探测覆盖范围,提高装备系统性能,因此具有广阔的应用前景。本文围绕以单只矢量传感器为接收机的小型主被动声呐系统,提出几种用于提升主被动水下目标检测性能的技术。本文着重研究并解决以下几个问题:1.声压振速时反卷积联合处理的输出及在信号检测中的应用。研究了两种卷积联合处理方式和输出,第一种处理输出包含信号的自相关函数、噪声自相关函数和交叉项噪声,另一种处理输出包含信号自相关函数和交叉项噪声。卷积联合处理能够获得空间增益并抑制噪声,从而提高信号检测性能。首先提出利用卷积联合处理后信号与噪声输出的差异,通过后置自适应增强技术提高对低信噪比线谱信号的检测性能。此外另一种卷积联合处理还可用于改进宽带信号的检测方法。仿真和试验数据处理结果表明声压振速时反卷积联合处理后置自适应增强能够提高线谱检测的性能。2.基于卷积联合处理输出自适应抵消的线谱信号方位估计。针对单只矢量传感器声压振速联合处理中指向性的主极大较宽和方位估计精度低的缺点,提出一种基于卷积联合处理输出自适应对消的方位估计方法。根据卷积联合处理的输出特点,在目标方位上自适应抵消器仅对消掉输入信号的噪声,而在非目标方位上会对消掉输入信号中的线谱自相关函数与噪声。由此根据自适应对消器输出的残差空间分布曲线估计目标的方位。仿真结果表明在相同条件下与其他方法相比,所提方法的性能更加稳健、空间方位分辨率更高、多目标区分更准确。试验数据处理结果验证了所提方法工程应用的可行性和良好的适用性。3.声矢量传感器匹配滤波频域输出卷积联合处理及后置自适应增强。研究了矢量传感器各通道进行匹配滤波后频域输出的信号模型,在理论表达式上其与时域中线谱信号矢量传感器的测量模型相同。由此提出在频域中进行卷积联合处理应用于矢量传感器匹配滤波频域输出的后置处理,提高对波形已知的宽带信号的检测性能。在理论上给出了算法实现原理,仿真和试验数据处理结果表明所提算法具有良好的检测性能,能够提高工程应用中的信号检测能力。4.信号波形已知的宽带信号方位估计。根据矢量传感器基于复声强的直方图统计方位估计原理,信号波形已知的宽带信号在匹配滤波之后同样能够通过直方图统计估计目标方位。研究了匹配滤波频域输出直方图加权统计方位估计和时域输出直方图加权统计方位估计的异同,对比了均匀加权、能量求和加权、以及所改进的能量求积加权方式在不同应用条件下的优缺点。在匹配滤波频域输出信号模型的基础上,提出了频域中基于卷积联合处理输出自适应对消的宽带信号方位估计技术。仿真和试验数据处理结果对比表明在宽带信号的方位估计中,所提出的匹配滤波时域能量求积加权直方图统计法和频域中卷积联合处理输出自适应抵消的方位估计方法,不仅具有更低信噪比环境的适用性,还能够抵抗一定的瞬时强干扰的影响,有效地区分多目标。5.基于声矢量传感器的主动双基地系统应用试验研究。在构建基于矢量传感器的小型主动双基地探测系统理论模型和试验模型的基础上,结合试验研究了系统中的直达波抑制问题、直达波抑制条件下的回波输出与回波探测问题,推导了此系统中对目标距离的估计方法、影响因素和距离估计误差等。通过系统综合试验验证了此系统模型、目标检测与定位算法的有效性能,为矢量传感器在主动双基地中的应用提供了工程技术参考。本文所研究的基于矢量传感器的声压振速时反卷积联合处理输出及在信号检测中的应用、线谱信号方位估计、匹配滤波频域输出后置卷积联合处理、已知波形条件下的宽带信号源的方位估计和基于矢量传感器主动双基地探测系统的应用试验,为矢量传感器在小型声呐平台中的应用提供了新的技术方案,能够广泛应用于海洋监测、港口安全预警、近海防御等领域,具有一定的工程研究价值和潜在的应用前景。
刘继恒[6]（2019）在《基于机器学习的多基地声纳水下目标识别技术研究》文中研究表明在现代声纳系统中,水下目标的自动识别一直是研究的关键技术之一。近年来,随着计算机技术的兴起,基于机器学习的分类识别方法在水声领域得到了应用研究,并取得了良好的效果。与传统单基地主动声纳和被动声纳相比,多基地主动声纳具有自己独特的优点,近年来成为声纳技术的研究热点之一。那么,多基地声纳水下目标识别技术也值得开展相关的研究探索。论文主要研究内容包括:1、水下目标瞬态信号声散射场的数值计算方法与仿真实现。对水下目标的声散射特性以及计算方法进行了研究,采用COMSOL软件中基于有限元和边界元的声场数值计算方法对目标声散射场进行了模拟仿真。通过对多基地声纳系统进行设计与仿真建模,得到了多基地声纳目标不同方向节点处的时域回波,为后续研究提供了数据支持。2、多基地声纳目标识别技术。针对节点接收到的回波信号特点,采用基于希尔伯特-黄变换和小波包熵变换的特征提取方法对目标声信号的特征进行了分析提取;将提取后的特征向量送入设计好的3种分类器中进行分类识别,并对不同条件下的识别结果进行了对比分析。结果表明,基于机器学习的多基地声纳水下目标识别技术有着独特的识别优势,在低信噪比下得到较高的目标识别率。3、生物声纳波形设计。在复杂的海洋环境中,主动声纳的发射波形也会影响识别性能。海豚等鲸类海洋动物发射的信号具有抗干扰能力强、定位精度高等特点。本文根据其发射信号的波形设计仿生信号;将仿生信号作为多基地主动声纳的发射信号,进行目标识别的仿真实验;最后,将两种不同发射信号—仿生信号与LFM信号—的识别结果进行了对比分析,为主动声纳的波形设计提供了新的设计思路。
曹红[7]（2019）在《水下目标主动声信号的压缩感知观测方法研究》文中进行了进一步梳理主动声信号对水下回波处理是常用的方法之一,然而水下环境千奇百怪,各种杂波（干扰信号）随处可见,且复杂多变,这些条件给本身带有一定误差的方法在对水下信号处理时带来了挑战。尤其是探测技术的提高,对高速运动的小目标,弱信号的探测精度的要求越来越高,因此,对水声信号的处理,弱目标检测和处理是信号处理领域研究的难点和热点问题。在这种背景下,本文对水下目标主动声信号的压缩感知观测方法展开研究,为解决弱信号处理和采样数据量大的问题提供方法和手段,进而实现低速观测、提高信噪比的目的。主要研究工作体现在以下方面:首先,从水下目标主动声信号的原理出发,利用压缩感知方法,在亮点模型基础上对水下目标信号进行处理,重点对压缩感知中的观测方法展开研究,分析了高斯等常见的随机测量矩阵和托普利兹等确定性测量矩阵,仿真实现并分析了稀疏度、观测值数量等对观测性能的影响。其次,针对高斯矩阵、伯努利矩阵等随机测量矩阵对硬件系统要求高,托普利兹和循环矩阵、部分哈达玛矩阵等确定性测量矩阵的观测性能不够理想的问题,本论文基于轮换确定性测量矩阵,通过对测量矩阵每一列元素的系数进行调整,降低列与列之间的相关性,通过改进轮换矩阵得到一种广义轮换测量矩阵的观测方法,并将其应用于水下回波信号的压缩感知观测中,通过对不同信噪比的水下回波信号的仿真分析,验证了该方法在弱信号处理以及低速观测方面的性能。再次,为了进一步地提高观测矩阵在构造时间、信号重构精度等方面的性能,本论文从已知的测量矩阵的构造过程入手,针对水下回波信号的压缩感知处理提出了一种基于循环直积和QR分解的测量矩阵构造方法,其以循环直积为基础,从有限个低维“种子”向量出发通过有限次循环构造高维的列正交矩阵,对得到的高维矩阵进行QR分解处理进而得正交矩阵,最后根据计算的需要选取正交矩阵一定的行数作为测量矩阵,进而提高构造过程中列向量的非线性相关性。水下回波信号的仿真和实测数据的处理结果显示,该方法在构造时间、重构精度、信噪比提高方面均具有一定的优势。最后,为了实现压缩感知的观测方法在主动声探测方面的工程应用,本论文从物理实现的简单性考虑,为了降低压缩感知框架下观测结构的硬件复杂度,采用直接欠采样率的压缩感知方法,通过改造原有奈奎斯特采集系统,研制了基于直接欠采样的采集设备,实现了低速随机非均匀的直接抽取采样,并根据其采样原理,构造测量矩阵,重构观测信号,实现了基于压缩感知观测方法的信号采集、处理、重构的过程。
张茂云[8]（2019）在《进近着陆激光高程测量关键技术研究》文中研究指明激光高程测量作为新形式的测量体制,具备测量精度高、测量范围广、指向精度高等优势,现已广泛应用于地形地貌测绘等领域,成为国内外高度测量技术研究的重点。本文以进近着陆高程测量为背景,基于TOF（Time of flight）激光测量体制下,开展三维扫描高程测量系统关键技术及方法研究,包括高重频激光扫描探针技术、多传感器激光跟踪测量技术及激光高程测量辅助进场着陆系统集成技术。旨在解决目前微波导航、导航卫星+惯性导航系统精度低、抗干扰性差和适用条件苛刻等问题。具体研究内容如下:（1）基于激光扫描探测原理,搭建了单反射镜激光三维扫描高程测量系统,对系统指向性误差、扫描角误差进行了分析。得出高度测量的指向性偏差影响进近着陆垂直度检测和扫描角误差影响高度测量精度的结论。依据姿态补偿算法纠正了指向性误差,对扫描角误差设计了多光楔补偿的接收光学系统,使得探测器接收到的回波信号探测能量提高了30%。进一步开展了目标特性对回波强度影响的分析,得出脉冲激光测距回波信号强度是时间的累积过程,并且回波峰值功率随被测目标的倾斜角度的增加而衰减,严重影响激光测距的最大测程。（2）为适应复杂环境下的“视见”着陆,对单反射镜激光三维扫描高程测量系统成像分辨率进行了研究,采用全波形回波数据对目标回波信号处理,相对于离散式回波数据处理方式,该方法能精确测量最近目标物高度信息,并可获得光束范围内所有目标信息。此外,建立了目标成像分辨率仿真模型,提出最小目标包围的快速求交建模方法。以竖直分辨率为参考,确定激光器采集平面的虚拟截面,建立各截面与目标物体之间的物理交互逻辑关系并确定交线,并研究了不可描述目标成像过程。进一步采用体积小、效率高的单线推帚式扫描方式获得目标图像信息,分析了飞行速度、飞行高度对成像分辨率的影响,得出了测量系统的最佳应用条件。（3）基于MTA（Multiple-Time-Around）区间计算方法和迭代优化补偿方法设计了适应于进近着陆的单反射镜激光三维扫描高程测量系统,消除了距离模糊和因目标倾斜角度变化造成的成像失真问题。基于变倍扩束理论设计了发射光学系统,使得系统扩束比在一定范围内可以连续变化,保证了激光脚印的一致性;根据扫描角误差需求,设计了多光楔补偿接收光学系统,在不改变光强的情况下,提高了探测器接收到的回波信号能量。（4）对建立的激光高程测量系统,搭建了测试环境,分别对距离测量误差、目标分辨率、静动目标以及被测目标强度信息进行了试验,结果显示,所建立的系统距离测量误差小于10cm,视场角为60°,帧频达到了15Hz,像素为16×201点。
刘慧敏[9]（2019）在《基于多普勒敏感信号声图像序列的水下运动小目标探测方法》文中指出水下小目标探测一直是水下探测的热点问题,水下探测的小目标主要有蛙人、水雷、UUV等。其中蛙人在水下作战中的威胁力愈加增大,也使得海港防御的压力增大。因此,提高水下小目标的探测声纳性能成为亟待解决的问题之一。目前小目标探测声纳多采用的是高频主动的高分辨图像声纳,这类声纳的探测能力主要受两方面影响。一是海港环境下,混响干扰强;二是水下运动小目标的回波不稳定且弱。基于以上水下运动小目标探测问题,本论文主要讨论用多普勒敏感信号作为声纳的发射信号波形,以分离零多普勒干扰和动目标,提高动目标探测能力;讨论多普勒域的滤波器设计,以达到干扰抑制的目的;并基于多脉冲信号用Hough变换技术来提高对水下运动目标的探测性能。首先,分析常见的信号波形在动目标探测中的适应性。相比于单频矩形（CW）脉冲信号和线性调频（LFM）信号,相位编码信号（M序列）可以兼顾高时延分辨能力和频移分辨能力,有着主峰尖接近图钉形的模糊度图,没有时延-频移耦合问题,而且是多普勒敏感信号。然后,研究基于单脉冲信号的动目标探测方法。选用多普勒敏感信号（M序列）作为信号波形,结合不同频偏的匹配滤波器组和波束形成,得到距离-方位-多普勒图,探测运动目标。通过理论仿真和实际水池试验数据验证,相比于同参数下用多普勒容忍信号（LFM）的结果,多普勒敏感信号（M序列）具备在多普勒上分离干扰和目标的能力,能提高对水下动目标的探测能力。最后,研究基于多脉冲信号的动目标探测方法。选用周期性脉冲信号作为发射信号模型,讨论多脉冲回波信号模型与多普勒域的变换关系。分析多种延迟线对消器、多普勒域陷波滤波器的干扰抑制性能。基于多脉冲信号,用Hough变换技术检测动目标轨迹,以提高对运动目标的探测能力。用实际水池试验数据处理结果,验证了以上方法的可行性。
郭俊[10]（2018）在《基于主动声呐水下高速航行体测速技术研究》文中进行了进一步梳理本论文以主动声呐测速作为研究对象,围绕主动声呐测速中影响测速精度的混响及水下背景噪声这两个干扰进行了研究。主要研究内容如下:基于入水弹道理论及超空泡流体动力理论,建立常用坐标系,分析了航行体高速入水时的受力情况,忽略航行体的浮力等一些次要影响简化了动力学模型,结合牛顿第二运动定律,建立了航行体入水段的纵向动力学模型。在航行体动力学模型的基础上,通过分析声呐常用波形的模糊度图,结合航行体入水速度快,加速度大的特点,结合多普勒频移理论,建立了抗混响的航行体长单频脉冲信号回波模型,提升了声呐检测精度。对航行体回波信号中的水下背景噪声进行分析,研究了小波阀值降噪算法对主动声呐回波中背景噪声去噪的可能性。从小波变换理论出发,给出了小波阀值降噪法的基本原理和算法,分析了小波阀值降噪的主要影响因素,重点讨论了阀值函数,在已有阀值函数的基础上提出了一个介于软阀值与硬阀值之间的阀值函数。通过仿真实验,验证了该新型函数阀值函数在本文回波模型上具有良好的降噪性能,提高了声呐在干扰背景下的测量精度。利用短时傅里叶变换作为时频分析工具,对降噪后的回波信号进行速度信息提取,通过仿真实验,将所提取的速度信息与原航行体的速度信息进行对比,验证该算法在主动声呐测速中的有效性。
二、Signal waveform design to detect an underwater high-speed small target（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Signal waveform design to detect an underwater high-speed small target（论文提纲范文）
（1）基于编码激励的水下声呐高帧频成像算法研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 论文主要内容和结构安排 |
| 1.3.1 本文主要工作内容 |
| 1.3.2 论文的结构安排 |
| 第二章 水下声学编码激励成像基础 |
| 2.1 超声成像基本原理 |
| 2.1.1 超声波的物理特性 |
| 2.1.2 水下超声成像系统 |
| 2.1.3 波束控制原理 |
| 2.2 发射信号优化设计原理 |
| 2.2.1 编码激励原理 |
| 2.2.2 m序列产生及优选对 |
| 2.2.3 Gold 序列及平衡Gold 序列产生 |
| 2.2.4 平衡Gold序列通道分离性能分析 |
| 2.3 匹配滤波器 |
| 2.3.1 匹配滤波器的设计 |
| 2.3.2 匹配滤波器评价指标 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 声呐阵列波束形成成像算法 |
| 3.1 多波束接收成像原理 |
| 3.2 常规波束形成成像算法 |
| 3.2.1 时移波束形成算法 |
| 3.2.2 相移波束形成算法 |
| 3.2.3 DFT波束形成算法 |
| 3.3 近场接收动态聚焦波束形成算法 |
| 3.4 基于编码调制的自适应波束形成算法 |
| 3.4.1 成像系统物理模型 |
| 3.4.2 自适应波束形成算法 |
| 3.4.3 仿真结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于平衡Gold-LFM编码激励的高帧频成像算法 |
| 4.1 平衡Gold-LFM复合信号模型 |
| 4.2 平衡Gold-LFM复合信号仿真分析 |
| 4.2.1 平衡Gold-LFM信号的通道分离性能分析 |
| 4.2.2 平衡Gold-LFM信号的模糊函数特征分析 |
| 4.3 平衡Gold-LFM激励的高帧频成像算法 |
| 4.4 成像仿真 |
| 4.4.1 不同码长平衡Gold-LFM信号高帧频成像验证分析 |
| 4.4.2 噪声干扰下点目标成像分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 超声编码信号发射电路设计 |
| 5.1 超声编码发射电路理论分析 |
| 5.1.1 水声发射电路基本组成 |
| 5.1.2 D类功率放大器原理 |
| 5.1.3 SPWM调制原理 |
| 5.2 超声编码发射电路设计 |
| 5.2.1 系统总体设计 |
| 5.2.2 DAC输出信号的放大 |
| 5.2.3 三角波产生电路 |
| 5.2.4 电压比较电路 |
| 5.2.5 H桥功率放大电路与滤波 |
| 5.3 仿真与实验分析 |
| 5.3.1 仿真结果 |
| 5.3.2 实验结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 攻读硕士期间发表论文 |
| 攻读硕士期间参与项目情况 |
（3）激光远距离探测的若干关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 激光三维成像技术的国内外研究现状 |
| 1.2.1 探测用激光光源的国内外研究现状 |
| 1.2.2 激光三维成像体制的国内外研究现状 |
| 1.3 激光三维成像技术在各领域中的应用 |
| 1.3.1 激光三维成像技术在军事科研领域中的应用 |
| 1.3.2 激光三维成像技术在民用科技领域中的应用 |
| 1.4 本文的主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 探测用双波长激光光源设计与性能分析 |
| 2.1 最优化双晶体激光器设计及其输出特性分析 |
| 2.1.1 Nd:YAG与Nd:YVO4晶体特性分析 |
| 2.1.2 双晶体激光器最优化设计 |
| 2.1.3 双晶体激光器输出特性分析 |
| 2.2 1064nm脉冲激光器设计及其输出特性分析 |
| 2.2.1 1064nm脉冲激光器设计 |
| 2.2.2 输出功率特性分析 |
| 2.2.3 光束质量特性分析 |
| 2.2.4 脉冲宽度特性分析 |
| 2.2.5 输出功率稳定性分析 |
| 2.2.6 输出光偏振特性分析 |
| 2.3 532nm脉冲激光器设计及其输出特性分析 |
| 2.3.1 532nm脉冲激光器设计 |
| 2.3.2 输出功率特性分析 |
| 2.3.3 光束质量特性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高功率固体激光器光束质量的影响因素研究 |
| 3.1 谐振腔镜面质量对激光器极限光束质量的影响 |
| 3.1.1 光场运动方程的矩阵表示 |
| 3.1.2 光场自变换矩阵的微扰形式 |
| 3.1.3 极限光束质量的计算方法 |
| 3.1.4 计算结果与分析 |
| 3.2 多子光束相干发射系统 |
| 3.2.1 多子光束相干发射模型 |
| 3.2.2 空间结构光分布特性 |
| 3.2.3 相干发射系统的抖动与控制 |
| 3.2.4 基于多子光束干涉的时空域融合制导应用 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于脉冲切片的脉冲激光三维成像技术 |
| 4.1 脉冲切片激光三维成像技术的基本原理 |
| 4.2 脉冲切片激光三维成像曝光过程分析 |
| 4.3 脉冲切片激光三维成像噪声处理方法 |
| 4.3.1 基本噪声处理方案 |
| 4.3.2 激光脉冲波形随机噪声的深入分析 |
| 4.4 三维成像实验 |
| 4.4.1 实验设计 |
| 4.4.2 实验结果 |
| 4.5 基于全光场脉冲宽度测量的优化实验 |
| 4.5.1 全光场脉冲宽度测量方法 |
| 4.5.2 优化实验结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 谐振腔模式竞争对激光三维成像高频噪声的影响研究 |
| 5.1 谐振腔模式竞争对激光脉冲高频噪声的影响 |
| 5.1.1 多纵模分布对激光脉冲高频噪声的影响 |
| 5.1.2 多横模分布对激光脉冲高频噪声的影响 |
| 5.2 脉冲波形高频降噪实验 |
| 5.2.1 实验装置设计 |
| 5.2.2 脉冲波形高频噪声分析 |
| 5.2.3 脉冲波形降噪结果 |
| 5.3 三维重建高频降噪结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于脉冲切片的激光三维成像样机的系统测试 |
| 6.1 样机的基本结构 |
| 6.2 三维成像实验样机技术指标的测试方法及测试结果 |
| 6.2.1 距离分辨率的测试 |
| 6.2.2 成像景深的测试 |
| 6.2.3 视场角的测试 |
| 6.2.4 最小距离分辨率的测试 |
| 6.3 雾霾环境下实验样机的测试 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文的主要研究结果 |
| 7.1.1 基于Nd:YAG/Nd:YVO_4双晶体的探测用双波长脉冲激光器设计 |
| 7.1.2 谐振腔镜面质量对高功率激光器极限光束质量的影响研究 |
| 7.1.3 基于多子光束干涉的空间结构光发射方法 |
| 7.1.4 基于脉冲切片的脉冲激光三维成像体制研究 |
| 7.1.5 谐振腔模式竞争对激光三维成像高频噪声的影响研究 |
| 7.1.6 基于脉冲切片的激光三维成像实验样机的系统测试 |
| 7.2 论文的主要创新点 |
| 7.3 论文存在的不足及对今后工作的展望 |
| 7.3.1 论文存在的不足之处 |
| 7.3.2 需要进一步研究的问题 |
| 7.3.3 激光三维成像系统的应用前景 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）基于匹配滤波的水下目标主动检测算法的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题目的及研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 匹配滤波器的发展及研究现状 |
| 1.2.2 线谱增强器的发展及研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容和结构 |
| 第2章 发射信号及匹配滤波器 |
| 2.1 匹配滤波器基础理论 |
| 2.1.1 匹配滤波器的基本原理 |
| 2.1.2 匹配滤波器的波形检测 |
| 2.2 信号的模糊函数 |
| 2.3 发射信号的选取 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于匹配滤波器的后置处理 |
| 3.1 匹配滤波器的后置解卷积 |
| 3.2 基于匹配滤波的频域自适应线谱增强 |
| 3.2.1 理论基础 |
| 3.2.2 原理仿真 |
| 3.3 线谱增强 |
| 3.3.1 自适应线谱增强器 |
| 3.3.2 改进的自适应相干累加线谱增强器 |
| 3.4 仿真分析 |
| 3.4.1 解卷积和线谱增强后置处理算法的对比 |
| 3.4.2 不同算法的ROC曲线对比 |
| 3.4.3 不同算法的恒虚警概率曲线对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 环境修正匹配滤波器 |
| 4.1 环境修正匹配滤波器模型 |
| 4.1.1 基于模型一的环境修正匹配滤波器 |
| 4.1.2 基于模型二的环境修正匹配滤波器 |
| 4.2 信道冲激响应建模 |
| 4.3 信道冲激响应估计 |
| 4.3.1 维纳反卷积法 |
| 4.3.2 二阶锥规划法 |
| 4.4 仿真分析 |
| 4.4.1 两种环境修正匹配滤波器模型的对比分析 |
| 4.4.2 信道冲激响应估计对比分析 |
| 4.4.3 MF和 ECMF的仿真对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 试验数据处理及运动目标提取 |
| 5.1 试验背景及相关参数 |
| 5.2 试验处理结果 |
| 5.2.1 基于匹配滤波器的频域自适应线谱增强数据处理 |
| 5.2.2 环境修正匹配滤波器数据处理 |
| 5.3 运动目标的提取 |
| 5.3.1 背景差法 |
| 5.3.2 基于ViBe算法的运动目标提取 |
| 5.3.3 试验数据处理 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）基于声矢量传感器的水声目标探测技术及应用试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 立题背景和意义 |
| 1.2 国内外相关技术研究概述 |
| 1.2.1 水声目标的被动检测技术 |
| 1.2.2 目标方位估计技术 |
| 1.2.3 匹配滤波的改进及相关技术 |
| 1.2.4 主动双基地系统中的目标定位 |
| 1.3 声矢量传感器及其在小型平台中的应用 |
| 1.4 论文研究内容与结构 |
| 第2章 声压振速时反卷积联合处理与检测应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 声矢量传感器基础 |
| 2.2.1 声矢量传感器信号测量模型 |
| 2.2.2 声压振速联合处理 |
| 2.3 声压振速时反卷积联合处理及输出 |
| 2.3.1 声压振速时反卷积联合处理 |
| 2.3.2 信号与噪声的输出 |
| 2.4 基于卷积联合处理输出的线谱检测与性能提升 |
| 2.4.1 线谱信号声压振速时反卷积联合处理的输出 |
| 2.4.2 卷积联合处理后置自适应线谱增强 |
| 2.4.3 性能分析和仿真 |
| 2.4.4 试验数据处理 |
| 2.5 基于卷积联合处理输出的宽带信号被动检测 |
| 2.5.1 声压振速联合互谱检测 |
| 2.5.2 宽带信号声压振速时反卷积联合处理的输出 |
| 2.5.3 性能分析与仿真 |
| 2.5.4 试验数据处理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于卷积联合处理输出自适应对消的方位估计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 方位估计基础 |
| 3.2.1 卷积联合处理输出通道间对消 |
| 3.2.2 方向图的权值优化 |
| 3.3 基于自适应抵消的线谱目标方位估计技术 |
| 3.3.1 理论基础 |
| 3.3.2 技术流程 |
| 3.4 性能分析与仿真 |
| 3.4.1 单只声矢量传感器的CBF,MVDR,MUSIC和Eigen-MVDR |
| 3.4.2 方位估计对比 |
| 3.4.3 方位谱分辨率与信噪比的关系 |
| 3.4.4 方位估计误差 |
| 3.4.5 双目标源的区分 |
| 3.4.6 宽带目标源的适用性 |
| 3.5 试验数据处理 |
| 3.5.1 定点目标方位估计 |
| 3.5.2 目标方位轨迹估计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 声矢量传感器中匹配滤波频域输出的后置处理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 匹配滤波及性能的影响分析 |
| 4.2.1 匹配滤波原理及检测应用 |
| 4.2.2 匹配滤波增益相干损失 |
| 4.2.3 性能影响因素分析 |
| 4.3 声矢量传感器匹配滤波频域输出的后置处理技术 |
| 4.3.1 技术原理 |
| 4.3.2 常用的自适应算法 |
| 4.3.3 性能分析与仿真 |
| 4.4 试验数据处理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 声矢量传感器中匹配滤波后的宽带源方位估计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 匹配滤波后直方图统计目标方位估计 |
| 5.2.1 复声强直方图统计目标方位估计 |
| 5.2.2 匹配滤波频域输出加权直方图统计方位估计 |
| 5.2.3 匹配滤波时域输出加权直方图统计方位估计 |
| 5.3 基于卷积联合处理后置自适应对消的目标方位估计 |
| 5.4 性能分析与仿真 |
| 5.4.1 方位估计对比 |
| 5.4.2 方位估计误差 |
| 5.4.3 多目标方位估计性能 |
| 5.4.4 强干扰条件下方位估计性能 |
| 5.5 试验数据处理 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于声矢量传感器的主动双基地系统的应用试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验系统及配置 |
| 6.2.1 试验系统构成与仪器配置 |
| 6.2.2 系统几何模型与场地布局 |
| 6.2.3 整体系统算法结构 |
| 6.3 声矢量传感器的直达波抑制 |
| 6.3.1 声压振速通道加权及输出 |
| 6.3.2 方向图畸变的影响 |
| 6.3.3 引导方位失配 |
| 6.3.4 试验数据处理 |
| 6.4 直达波抑制条件下的回波检测 |
| 6.4.1 直达波抑制条件下的回波信号模型 |
| 6.4.2 检测性能与回波空间方位的关系 |
| 6.4.3 试验数据处理 |
| 6.5 目标距离估计与定位 |
| 6.5.1 距离估计方法 |
| 6.5.2 距离估计误差分析 |
| 6.5.3 试验结果与分析 |
| 6.6 其他问题的讨论 |
| 6.6.1 混响与匹配滤波输出的信混比 |
| 6.6.2 多基地声呐配置 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（6）基于机器学习的多基地声纳水下目标识别技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 立题意义和背景 |
| 1.2 课题的国内外研究现状 |
| 1.2.1 多基地声纳系统研究现状 |
| 1.2.2 多基地水下目标识别相关技术研究现状 |
| 1.2.3 水下目标识别分类器研究现状 |
| 1.2.4 生物声纳波形设计研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第二章 水下目标声散射特性的建模与分析 |
| 2.1 水下目标散射声场数值计算 |
| 2.1.1 数值计算理论和方法 |
| 2.1.2 瞬态信号声散射时域解 |
| 2.2 基于COMSOL软件的不同声场计算方法的对比验证 |
| 2.2.1 COMSOL Multiphysics软件简介 |
| 2.2.2 COMSOL散射声场计算结果验证 |
| 2.2.3 不同方法间计算效率比较 |
| 2.3 基于COMSOL软件的多基地条件下目标散射声场仿真与计算 |
| 2.3.1 水下典型目标建模 |
| 2.3.2 多基地声纳系统设计与仿真建模 |
| 2.4 小结 |
| 第三章 多基地主动声纳目标识别 |
| 3.1 水下目标识别基本原理 |
| 3.2 水下目标散射特性的特征提取方法 |
| 3.2.1 基于希尔伯特-黄变换的特征提取法 |
| 3.2.2 基于小波包熵的特征提取方法 |
| 3.3 分类器设计 |
| 3.3.1 BP神经网络分类器设计 |
| 3.3.2 随机森林分类器设计 |
| 3.3.3 支持向量机分类器设计 |
| 3.4 识别结果分析 |
| 3.4.1 不同分类器的识别结果 |
| 3.4.2 多基地声纳节点与单节点的比较 |
| 3.4.3 不同信噪比条件下识别结果分析 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 多基地主动声纳波形设计对目标识别的影响 |
| 4.1 波形设计理论基础 |
| 4.1.1 模糊度函数 |
| 4.1.2 声纳波形设计规则 |
| 4.1.3 多基地主动声纳工作参数选择 |
| 4.2 仿生信号设计 |
| 4.2.1 海豚及其发射信号介绍 |
| 4.2.2 仿生信号设计 |
| 4.3 基于海豚的仿生信号的多基地声纳目标识别结果分析 |
| 4.3.1 仿生信号条件下识别结果分析 |
| 4.3.2 不同发射信号的目标识别结果对比分析 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（7）水下目标主动声信号的压缩感知观测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 目标主动声信号方面的国内外研究现状 |
| 1.2.2 压缩感知理论的国内外研究现状 |
| 1.2.3 测量矩阵构造方面的国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要工作和结构安排 |
| 第2章 水下目标主动声信号的压缩感知观测方法研究 |
| 2.1 水下目标主动声信号的原理与方法 |
| 2.1.1 水下目标主动声信号的原理 |
| 2.1.2 亮点模型理论 |
| 2.2 压缩感知理论 |
| 2.3 测量矩阵 |
| 2.3.1 常见的测量矩阵 |
| 2.3.2 测量矩阵及其特性分析研究方法 |
| 2.3.3 测量矩阵的性能比较 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 广义轮换测量矩阵及其在主动声信号压缩感知观测中的应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 广义轮换测量矩阵 |
| 3.2.1 轮换确定性测量矩阵 |
| 3.2.2 轮换测量矩阵的改进—广义轮换测量矩阵 |
| 3.3 广义轮换矩阵在水下回波信号中的应用 |
| 3.3.1 信号重构衡量标准 |
| 3.3.2 基于亮点模型的主动声信号仿真 |
| 3.3.3 基于仿真信号的广义轮换测量矩阵的性能验证 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 基于循环直积和QR分解的测量矩阵及其在主动声信号压缩感知观测中的应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于循环直积和QR分解的测量矩阵 |
| 4.2.1 直积的定义 |
| 4.2.2 QR分解理论 |
| 4.2.3 基于循环直积和QR分解的测量矩阵构造 |
| 4.3 基于主动声信号仿真的性能验证 |
| 4.4 基于水下回波实测数据的性能验证 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 直接欠采样率随机感知在水下回波信号中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 直接欠采样率随机感知方法 |
| 5.3 基于直接欠采样随机感知结构的压缩感知观测 |
| 5.3.1 系统结构 |
| 5.3.2 系统观测性能验证 |
| 5.4 基于主动声仿真信号的系统观测性能验证 |
| 5.5 直接欠采样率感知系统的实现 |
| 5.5.1 采集系统的设计和研制 |
| 5.5.2 基于直积欠采样率感知系统的数据获取和分析 |
| 5.6 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）进近着陆激光高程测量关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的意义 |
| 1.2 飞行器进近着陆系统发展 |
| 1.3 激光三维扫描高程测量研究现状 |
| 1.3.1 激光高程测量的研究现状 |
| 1.3.2 激光扫描成像仿真分析研究 |
| 1.3.3 激光三维扫描测量光路系统研究 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 激光扫描高程测量原理 |
| 2.1 单反射镜三维扫描高程测量系统原理及组成 |
| 2.2 单反射镜三维扫描高程测量原理误差分析 |
| 2.2.1 激光扫描高度测量指向性偏差及补偿 |
| 2.2.2 激光扫描高度测量扫描角误差及补偿 |
| 2.3 环境目标对单反射镜三维扫描高程测量回波强度影响 |
| 2.3.1 大气透过率对激光高程测量规律的影响机理 |
| 2.3.2 目标光学特性对激光高程测量规律的影响机理 |
| 2.3.3 被测目标回波信号对激光高程测量规律的影响机理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 激光三维扫描高程测量系统成像分辨率仿真分析 |
| 3.1 全波形目标定位方法 |
| 3.2 单线推帚式扫描成像 |
| 3.3 单反射镜激光三维扫描高程测量系统成像分辨率影响分析 |
| 3.3.1 可描述目标成像分辨率分析 |
| 3.3.2 不可描述目标成像分辨率分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 激光高程探测光学系统设计及数据梳理 |
| 4.1 激光高程测量发射机总体 |
| 4.1.1 发射机原理 |
| 4.1.2 半导体激光器触发电路设计及仿真 |
| 4.1.3 基于变倍扩束理论的发射光学系统设计 |
| 4.2 激光高程测量接收机总体 |
| 4.2.1 接收机原理 |
| 4.2.2 基于多光楔补偿的接收光学系统设计 |
| 4.2.3 激光回波信号时刻鉴别电路 |
| 4.3 激光高程测量距离模糊及消除方法 |
| 4.3.1 距离模糊的产生 |
| 4.3.2 距离模糊计算方法 |
| 4.4 基于全波形的数字化回波信号处理 |
| 4.5 被测目标角度变化引起的成像失真及补偿方法 |
| 4.5.1 成像失真 |
| 4.5.2 迭代补偿方法 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 激光高程测量系统试验与分析 |
| 5.1 激光高程测量系统测距实验 |
| 5.2 激光高程测量系统成像分辨率实验 |
| 5.3 激光高程测量系统典型目标成像实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 攻读博士学位期间发表的论文和专利 |
| 附录B 攻读博士学位期间参加的科研项目及获奖情况 |
| 致谢 |
（9）基于多普勒敏感信号声图像序列的水下运动小目标探测方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 小目标探测声纳发展现状 |
| 1.2.2 主动声纳发射信号形式研究现状 |
| 1.2.3 动目标探测方法研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 常用脉冲压缩信号在动目标探测中的适应性分析 |
| 2.1 信号的模糊函数 |
| 2.1.1 动目标的信号模型 |
| 2.1.2 模糊函数与匹配滤波器 |
| 2.1.3 模糊函数的性质 |
| 2.2 常用脉冲压缩信号的模糊函数 |
| 2.2.1 单频矩形(CW)脉冲信号 |
| 2.2.2 线性调频(LFM)脉冲信号 |
| 2.2.3 伪随机信号(M序列) |
| 2.3 常用脉冲压缩信号在动目标探测中的适应性分析 |
| 2.3.1 运动目标的匹配滤波 |
| 2.3.2 常用脉压信号特性分析与总结 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于单脉冲信号的动目标探测方法 |
| 3.1 距离-方位声成像技术 |
| 3.1.1 基于线阵的距离-方位声成像 |
| 3.1.2 基于圆阵的距离-方位声成像 |
| 3.2 距离-方位-多普勒频移的声成像技术 |
| 3.2.1 不同多普勒频移匹配下的距离-方位图 |
| 3.2.2 不同角度的距离-多普勒频移图 |
| 3.2.3 不同信干比下的探测性能分析 |
| 3.2.4 不同信噪比下的探测性能分析 |
| 3.3 试验数据处理 |
| 3.3.1 试验配置及发射信号参数 |
| 3.3.2 LFM信号处理结果 |
| 3.3.3 M序列信号处理结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于多脉冲信号的动目标探测方法 |
| 4.1 多脉冲信号模型 |
| 4.1.1 多脉冲信号模型 |
| 4.1.2 动目标检测中的强干扰问题 |
| 4.2 基于延迟线对消器的动目标探测方法 |
| 4.2.1 单延迟线对消器 |
| 4.2.2 双延迟线对消器 |
| 4.2.3 递归滤波器 |
| 4.3 基于多普勒滤波器的动目标探测方法 |
| 4.4 基于Hough变换的动目标探测方法 |
| 4.4.1 Hough变换原理及实现方法 |
| 4.4.2 基于Hough变换的动目标探测方法仿真 |
| 4.4.3 不同轨迹起伏下的探测能力分析 |
| 4.4.4 不同信噪比下的探测能力分析 |
| 4.5 试验数据处理 |
| 4.5.1 验证试验一 |
| 4.5.2 验证试验二 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）基于主动声呐水下高速航行体测速技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.2 国内外水下高速航行体速度测量现状 |
| 1.3 主动声呐的发展现状 |
| 1.4 主动声呐信号处理发展现状 |
| 1.4.1 水下目标特征提取、目标识别的发展现状 |
| 1.4.2 声呐束波形成的发展现状 |
| 1.4.3 数字声呐的发展现状 |
| 1.4.4 小波变换在声呐信号领域的运用 |
| 1.5 主动声呐测速的发展现状 |
| 1.6 论文的研究内容 |
| 2 小型水下高速航行体回波模型的建立及抗混响能力的研究 |
| 2.1 高速航行体动力学模型 |
| 2.1.1 常用坐标系的建立 |
| 2.1.2 高速航行体运动学方程的建立 |
| 2.1.3 高速航行体主要受力分析 |
| 2.1.4 高速航行体运动方程组的建立 |
| 2.2 主动声呐常用波形的抗混响能力分析 |
| 2.2.1 单频脉冲信号(CW) |
| 2.2.2 线性调频信号(LFM) |
| 2.2.3 双曲线调频信号(HFM) |
| 2.2.4 主动声呐常用波形抗混响能力分析 |
| 2.3 水下高速航行体的多普勒模型 |
| 2.3.1 傅里叶分析 |
| 2.3.2 短时傅里叶变换(Gabor变换) |
| 2.4 高速航行体回波的仿真与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 小波分析对噪声干扰背景下高速小目标的信号处理 |
| 3.1 小波分析 |
| 3.1.1 小波变换 |
| 3.1.2 连续小波变换(Continuous Wavelet transform) |
| 3.1.3 离散小波变换 |
| 3.1.4 二进小波变换 |
| 3.1.5 小波基函数 |
| 3.1.6 多分辨率分析 |
| 3.1.7 小波变换的Mallat算法 |
| 3.2 小波阀值降噪法 |
| 3.2.1 小波阀值降噪法原理 |
| 3.2.2 小波阀值降噪法的影响因素 |
| 3.3 阀值的选取 |
| 3.4 阀值函数的改进 |
| 3.5 针对主动声呐波形的仿真实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于主动声呐回波的水下高速小型航行体速度提取与分析 |
| 4.1 位变率法 |
| 4.2 回波脉冲比较法 |
| 4.3 声呐多普勒测速 |
| 4.4 主动声呐测速数值仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结 |
| 5.1 本文主要贡献 |
| 5.2 下一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、Signal waveform design to detect an underwater high-speed small target（论文参考文献）
- [1]基于编码激励的水下声呐高帧频成像算法研究与实现[D]. 俞传富. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [2]采矿混响环境下超声波探测信号设计[J]. 赵海鸣,吴志杰,郝奇,王艳丽,罗柏文. 声学学报, 2020(04)
- [3]激光远距离探测的若干关键技术研究[D]. 吴梦瑶. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [4]基于匹配滤波的水下目标主动检测算法的研究[D]. 喻淇健. 哈尔滨工程大学, 2020
- [5]基于声矢量传感器的水声目标探测技术及应用试验研究[D]. 马林. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [6]基于机器学习的多基地声纳水下目标识别技术研究[D]. 刘继恒. 国防科技大学, 2019(02)
- [7]水下目标主动声信号的压缩感知观测方法研究[D]. 曹红. 杭州电子科技大学, 2019(01)
- [8]进近着陆激光高程测量关键技术研究[D]. 张茂云. 长春理工大学, 2019(01)
- [9]基于多普勒敏感信号声图像序列的水下运动小目标探测方法[D]. 刘慧敏. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [10]基于主动声呐水下高速航行体测速技术研究[D]. 郭俊. 南京理工大学, 2018(01)