中国船舶集团有限公司第七一五研究所

本发明涉及一种基于分数阶解卷积的宽带信号测向方法，包括以下步骤：步骤一：构建由M个阵元组成的均匀线阵，采集多阵元接收的线性调频信号，得到多阵元信号矩阵；步骤二：通过分数阶傅里叶变换对各阵元的接收信号执行最佳变换阶数FRFT处理，利用线性调频信号在最优阶分数阶傅里叶域下的能量聚焦特性，实现线性调频信号的窄带聚焦，消除宽带模糊；步骤三：在聚焦后的分数域，采用延迟求和波束形成结构，得到分数域空间波束输出。本发明规避了传统宽带解卷积波束形成因不同子带点扩散函数差异、需分频段独立解卷积带来的核失配与计算冗余问题，仅通过分数阶傅里叶变换聚焦与一次解卷积处理即可完成空间谱锐化。

本发明涉及一种多目标DEMON谱特征分离与目标数量估计方法及装置，包括以下步骤：步骤一，DEMON谱分析步骤，对接收到的目标辐射噪声时域数据进行带通滤波、检波、低通滤波与降采样处理后，进行功率谱分析，获得目标的DEMON谱；步骤二，螺旋桨特征提取步骤，从所述DEMON谱中提取多组满足预设门限要求的谐波组特征，并解算每一组谐波组特征对应的轴频、叶数和谐波平均信噪比，形成包含有多组螺旋桨参数特征的目标特征集。本发明可为目标检测、DEMON谱特征辨识与净化、目标识别提供支撑，具有较好的应用前景。

本发明涉及一种基于轨迹连续性约束的弯曲阵列形变参数粒子群寻优校准方法，包括以下步骤：S1，获取阵列接收数据，建立包含阵列形变参数的信号模型，并对所述阵列接收数据进行环境感知预处理，以估算瞬时信噪比；S2，基于所述信号模型，构建描述目标运动状态、阵列观测数据与所述阵列形变参数之间统计关系的联合概率模型；S3，执行期望最大化迭代过程。本发明通过构建轨迹连续性约束，在期望最大化框架下实现目标运动动力学模型与阵列物理空间约束的统计耦合，从而在无监督条件下实现对畸变阵型的稳健反演，消除端射跳变，提升全空间探测精度。

本发明公开了一种基于垂直阵轴向球面波幅相加权的直达波分离深海声源原位标校方法，包括：步骤S1、阵列与待校声源共线布放；步骤S2、宽带直达波时延估计；步骤S3、球面波幅度‑相位联合加权补偿；步骤S4、相干叠加直达波幅度提取；步骤S5、修正水听器灵敏度计算声源级。本发明采用单船即可实施的阵列标校方案，降低海上试验成本，同时支持潜标长期在位标校；时延全部由实测信号提取，从根源减小模型失配误差；依靠时延梯度方向区分直达波和反射波，配合阵列孔径约束双重抑制多途干涉干扰；幅相加权处理以保留原始声压幅值为优先，保证声源级定量计算准确；可通过增加阵元实现迭代提升，整体提升深海声源标校的工程实用性、稳定性与标定精度。

本发明涉及一种基于信噪比一致性的方位、频率联合多假设跟踪算法，包括以下步骤：建立映射到方位角域及频率域的Singer模型状态方程与量测方程；所述状态方程的状态向量包含目标在方位角域和频率域的运动状态参数，利用Singer机动模型使跟踪波门对非线性机动历程进行自适应张弛；提取目标的瞬时观测信噪比以构造三维联合量测向量；构建基于一阶马尔可夫记忆性的目标期望信噪比模型。本发明可有效抑制虚假航迹的建立，提高复杂海洋环境下的多目标跟踪鲁棒性。

本发明公开了一种基于量测复用的泊松多伯努利混合跟踪器的被动声纳纯方位目标跟踪方法，包括：（1）构建目标运动模型和量测模型；（2）将扩展后的量测集进行标准贝叶斯更新，输出轨迹状态估计结果；（3）通过剪枝策略，控制计算规模；（4）对泊松强度和伯努利混合参数分别递推，获得预测TPMBM密度；（5）当两条存活轨迹的方位差小于设定值，判定进入交叉状态，触发量测复制；（6）将落入初始复制窗口的量测构成复制子集，形成扩展量测集；（7）开始下一时刻+1的循环；（8）当预测方位差重新大于分离阈值，撤销量测复制机制，恢复正常单量测更新流程。本发明能有效化解交叉期间因量测缺失导致的关联冲突，维持航迹的连续性与完整性。

本发明涉及一种阵元失效下基于压缩传感的CBF鲁棒性补偿方法及系统，包括以下步骤：步骤1，阵元状态检测与失效定位；步骤2，构建不完整观测模型；步骤3，稀疏字典设计与信号稀疏表示；步骤4，基于OMP算法的稀疏重构；步骤5，完整阵列数据重构；步骤6，标准CBF波束形成。本发明能够在不牺牲CBF固有鲁棒性和计算效率的前提下，有效恢复阵列完整孔径能力，显著提升阵元失效条件下的波束形成性能。