申请/专利权人：中国科学院声学研究所

申请日：2023-08-01

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN118265136A

主分类号：H04W64/00

分类号：H04W64/00;H04W56/00;H04J3/06;H04B13/02;H04W84/18

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.28#公开

摘要：本发明提供了一种水下被动目标协同定位方法，所述方法包括：各节点采集并处理目标数据，提取用于数据融合的方位特征信息，按照数据采集时间对方位特征信息进行标记；各节点根据部署方式按照设定顺序与内容进行广播；信息融合中心按照统一的时间线对各节点提取的方位特征信息进行融合，得到目标位置的估计值；除参考节点之外的各节点基于广播的数据对自身时钟参数进行估计，并按照估计值对后续产生的时钟读数进行校正；循环执行上述步骤，持续得到目标位置的估计值以及对节点时钟进行校正。本发明的优势在于：系统响应速度快，无探测空白期；系统能耗小；能够适配不同类型的探测任务。

主权项：1.一种水下被动目标协同定位方法，基于水下传感器网络实现，所述水下传感器网络包括多个节点和信息融合中心；每个所述节点包括1个水听器阵列和1个水声通信机；所述节点包括参考节点；所述参考节点为配置高精度时钟的节点，用于采集、处理目标数据，并且广播和接收信息的节点；所述方法包括：步骤1：各节点采集并处理目标数据，提取用于数据融合的方位特征信息，按照数据采集时间对方位特征信息进行标记；步骤2：各节点根据部署方式按照设定顺序与内容进行广播；步骤3：信息融合中心按照统一的时间线对各节点提取的方位特征信息进行融合，得到目标位置的估计值；步骤4：除参考节点之外的各节点基于广播的数据对自身时钟参数进行估计，并按照估计值对后续产生的时钟读数进行校正；步骤5：循环执行步骤1到步骤4，持续得到目标位置的估计值以及对节点时钟进行校正；所述步骤1具体包括：水下传感器网络中第q个节点的第m个阵元接收到声源在位置坐标θ＝[θx,θy,θz]T发出的声波信号表示为： 其中，sqt表示节点q的参考阵元在t时刻接收到的目标信号；表示节点q的第m个阵元对于坐标原点的信号传播时延；表示节点q的第m个阵元接收的噪声；所述坐标原点为水下传感网络的参考位置，为任意一点；对接收信号进行时域采样，得到Lq个采样点再将其分成段，即每个数据段含Kq个采样点，其中表示向下取整符号；对每个数据段做归一化处理，并做Kq点离散傅里叶变换，节点q第n个频域数据段的第k个频点fk对应的数据表示为： 其中，表示节点q的幅度归一化因子；Sqfk,n表示未知的目标频域信号；Wqfk,n表示频域噪声；pk,qθ表示阵列的导向向量： 其中，e表示自然常数，j表示复数单位；[]T表示向量转置；Mq表示第q个水听器阵列所含的阵元个数；节点q按照数据采集时间对方位特征信息进行标记的数据表示为： 其中，wqfk,θ表示在频点fk处第q个阵列指向期望目标坐标θ的波束加权向量；tr表示矩阵的迹； 表示采样协方差矩阵： 其中，[]H表示矩阵共轭转置。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院声学研究所 一种水下被动目标协同定位方法

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