Page 73 - 《应用声学》2022年第3期

第 41 卷 第 3 期 季怡萍等： 基于压缩感知估计的 GIS 击穿放电定位方法研究 395

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(a) MUSICካข (b) CS-DOAካข (c) CSP-DOAካข
图 9 可视化定位结果
Fig. 9 Visual positioning results

图9 为击穿位置的可视化结果，CS-DOA 算法、 方位坐标误差与俯仰坐标误差分别达到了 0.42 m
MUSIC 算法的定位精度要低于本文算法，并且 与 0.43 m。多次试验结果均显示 CSP-DOA 算法的
MUSIC 算法识别结果中还出现了虚像干扰，CS 算 定位精度高于CS-DOA及MUSIC算法。
法的虚像拟制能力要更好，说明了 CSP-DOA 算法
在复杂环境下将会有更好的定位效果。 4 结论
为了对算法性能进一步对比分析，试验中以传
本文将基于传声器阵列的空间谱估计技术应
声器阵列中心为坐标原点建立了空间直角坐标系，
用于 GIS 耐压试验中的击穿位置识别，针对经典谱
如图 10 所示，移动阵列测点，在不同位置得到精确
估计算法对噪声敏感，难以在低信噪比环境中有效
的放电位置坐标 (x, y, z)，其中 x 为方位坐标，y 为
地进行 DOA 估计的问题，结合极化内插技术提出
俯仰坐标位置，z 为测点离击穿位置的距离。表1 为
了一种基于 CS 技术的空间谱估计方法 CSP-DOA
5 次试验的定位结果，CSP-DOA 算法的方位坐标
算法。该方法基于 GIS 故障点的稀疏特性，建立了
误差最大为 0.13 m，俯仰坐标误差最大为 0.09 m；
传声器阵列信号的稀疏表示，实现了复杂环境中的
CS-DOA 算法最大方位坐标误差与俯仰坐标误差
DOA 角估计。仿真分析与试验结果均表明，CSP-
分别为 0.29 m 与 0.23 m；而 MUSIC 算法的最大
DOA 算法可以实现 GIS 击穿位置的确定，并且与
y CS-DOA算法、经典的DOA估计方法MUSIC相比，
CSP-DOA 方法可以在复杂环境中实现更高的估计
精度。

O
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