聲探測技術(shù)在反狙擊系統(tǒng)中的應(yīng)用
加入技術(shù)交流群
2．2 定位算法
聲探測定位技術(shù)是利用目標發(fā)出的噪聲來對目標進行定位的。如何設(shè)計性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)簡單合理的聲陣是被動聲定位的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳聲器陣列可分為線陣、面陣和立體陣。線陣結(jié)構(gòu)簡單，但線陣只能對陣列所在直線為界的半個平面進行定位。面陣可以在整個平面對目標進行定位，也可以對陣列所在平面為界的半個空間進行定位。立體陣則可以對整個空間進行定位，但其算法要復(fù)雜的多。從實際應(yīng)用角度考慮，采用立體正方形陣來進行目標定位。
立體陣聲探測定位系統(tǒng)傳聲器的布置如圖3所示。其中S表示目標點聲源，Ml，M2，M3和M4分別表示4個傳聲器。采用直角坐標系表示，4個傳聲器位于x0y平面上。設(shè)基陣邊長為L，M1，M3高為h，則傳聲器的坐標分別為M1(L／2，L／2，h)，M2(L／2，L／2，0)，M3(L／2，一L／2，h)，M4(L／2，一L／2，0)。目標點聲源的坐標為(x，y，z)。S點距原點距離為r，目標方位角為ψ，仰角為θ，設(shè)聲源S到M1，M2，M3和M4的距離分別為r1，r2，r3和r4。并規(guī)定dij表示傳聲器Mi與Mj距點聲源的距離差，即：本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/195905.htm
在直角坐標系中，可以得到如下方程組：
3 仿真
由于小波變換中所用基小波具有不惟一性且在小波變換中采用不同的小波基分析同一個問題會產(chǎn)生不同結(jié)果，則基于小波變換的廣義相關(guān)時延估計法存在最優(yōu)小波基的選擇問題。這里主要是通過用小波分析方法處理信號的結(jié)果與理論接觸的誤差來判定小波基的好壞，并由此選定小波基。該仿真在分析所有基小波特點并進行大量的、不同條件下仿真實驗后，確定用dbN小波作為該時延估計法的基小波(選用db8，如圖5所示)。需要說明的是基小波symN和coifN與dbN具有相似性，所以這里也給出基于sym4和coif5小波的仿真圖，如圖5所示。
為觀察方便，由相關(guān)運算引起的仿真輸出互相關(guān)函數(shù)在時間軸上平移了500個點在圖中都沒有減去。也就是說實際估計延遲時間應(yīng)該等于輸出互相關(guān)函數(shù)峰值對應(yīng)延遲時間減去相關(guān)運算點數(shù)。
該仿真采用非平穩(wěn)信號s(t)=2sin(2xft+qt)，加入均值為零、方差為常數(shù)的高斯白噪聲，其中f=30，q=4。運算點數(shù)為L=500，延遲點數(shù)為D=48。
對比各圖可知基于小波變換的廣義相關(guān)時延估計法不僅取消了直接相關(guān)時延估計法的假設(shè)條件，而且提高了時延估計精度，增加了時延估計的方法，擴大了時延估計的應(yīng)用范圍。
4 結(jié) 語
概述了聲波定位技術(shù)在反狙擊系統(tǒng)中的應(yīng)用，分析了系統(tǒng)的組成部分，提出基于小波變換的廣義相關(guān)時延估計方法，克服了傳統(tǒng)的相關(guān)時延估計法的缺點，提高了時延估計精度和應(yīng)用范圍。該方法的缺陷是不能在每一個尺度上都很好地估計時延，同時有必要從理論上證明時延估計的最佳尺度。該系統(tǒng)的制作方法同樣適用于反坦克及反直升機系統(tǒng)。
評論