Page 23 - 《应用声学》2020年第4期

第 39 卷 第 4 期 董阁等： 利用频域 β-warping 变换的浅海目标航向估计方法 509

渐增大，两种方法的航向估计均方根误差随着目标 20 ĺ60
速度的增大而减小。因此，根据不同初始距离条件 50
16
和不同目标速度条件下的航向估计均方根误差与 40
平均方位变化率的结果，同样可以得到，两种方法的 ᤴए/(mSs -1 ) 12 کவಪឨࣀ/(°)
航向估计性能与观测时间内的平均方位变化率密 8 30
切相关，当平均方位变化率较大时，可以获得较好的 20
航向估计性能。 4 10

20 ĺ60 0
0 5 10 15 20
௑ᫎ/min
50
16 40 20 (a) ஡࿹[5] ĺ60
Ѻݽᡰሏ/km 12 30 کவಪឨࣀ/(°) 16 50

8 20 40
10 ᤴए/(mSs -1 ) 12 30 کவಪឨࣀ/(°)
4
0 8
0 5 10 15 20 20
௑ᫎ/min
4 10
(a) ஡࿹[5]
20 ĺ60 0
0 5 10 15 20
௑ᫎ/min
50
16 40 (b) వ஡வข
Ѻݽᡰሏ/km 12 30 کவಪឨࣀ/(°) 图 12 不同目标速度条件下的航向估计均方根误差
Fig. 12 The RMSE of course estimation with dif-

8 20 ferent target velocity
10
4 7
0
0 5 10 15 20 6
௑ᫎ/min
(b) వ஡வข ࣱکவͯԫӑဋ/(10 -2 °Ss -1 ) 8 5 4

图 10 不同初始距离条件下的航向估计均方根误差 3
Fig. 10 The RMSE of course estimation with 2
different initial target range 1
5 10 15 20
ᤴए/(mSs -1 )
8
图 13 不同目标速度条件下的平均方位变化率
ࣱکவͯԫӑဋ/(10 -2 °Ss -1 ) 5 4 3 4 实验研究
7
Fig. 13 The average bearing rate with different
6
target velocity

下面利用一次实际海试数据对本文方法进行

1 2 验证分析。2005 年 6 月，中国科学院声学研究所声
场声信息国家重点实验室在黄海海域进行了一次
5 10 15 20
Ѻݽᡰሏ/km 海底水平阵的声学实验，合作目标为一艘小型渔船。
图 11 不同初始距离条件下的平均方位变化率 水平阵的有效阵元数为 43个，阵元间距约为1.5 m。
Fig. 11 The average bearing rate with different 实验海区声速剖面如图 14 所示，海水深度为 27 m。
initial target range 采样频率为4000 Hz，观测时间为10 min。实验过程