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公开(公告)号：CN117148444A
公开(公告)日：2023-12-01
申请号：CN202311195383.8
申请日：2023-09-17
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于扩展互质阵列的高阶离网格DOA估计方法与系统，属于极地水声探测领域。方法包括：获取由扩展的互质阵列接收的信号，构成接收数据矩阵；引入相位分数低阶矩方法构造相位分数低阶矩矩阵C，对C进行矢量化，去冗余和重排，得到单快拍连续虚拟均匀直线阵信号矢量z1；基于z1，采用重叠子阵列的划分方法，构造多重测量信号矢量矩阵Z；使用高阶的泰勒展开项来构建离网格模型，根据矩阵Z，使用基于外推的迭代稀疏投影算法联合估计稀疏信号矩阵和网格偏移量，估计出目标的DOA。本发明为解决常规DOA估计方法在极地脉冲噪声环境中探测性能下降以及传统均匀线阵可探测的目标个数有限的问题提供了新的解决方案。
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公开(公告)号：CN116980257A
公开(公告)日：2023-10-31
申请号：CN202310956461.5
申请日：2023-08-01
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种单载波MIMO水声通信方法，通过分块处理灵活的应对时变信道，同时降低系统的计算复杂度；通过引入连续干扰消除的迭代信道估计技术，极大的增强了系统的同信道干扰抑制和消除能力；被动时间反转镜技术合并多通道数据为单通道数据，大大降低了系统的复杂度；向量近似消息传递通过执行自迭代，在低复杂度下实现了各天线数据的高精度检测。本发明分块处理的思想在降低系统复杂度的基础上可以更好的应对时变信道；接收机可以提供强大的同信道干扰抑制和消除能力；在保证系统性能的同时，大大降低了系统的计算复杂度。
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公开(公告)号：CN116908299A
公开(公告)日：2023-10-20
申请号：CN202310887528.4
申请日：2023-07-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种极地冰层弯曲波脉冲信号检测方法，属于极地冰层信号检测领域，基于极地冰层弯曲波的物理频散特征，所述方法包括：S1：利用传感器采集声信号并预处理，得到预处理后的信号；S2：设置帧长、帧跨度、调频阶次、阈值；S3：对各帧的上述信号进行变换处理；S4：计算各帧信号变换后频谱的最大值；S5：利用预设的阈值判断帧数据有无信号；针对极地冰层中的弯曲波会出现频散效应，提出一种变换手段进行信号检测的方法。实验结果表明，该方法能够实现极地冰层中弯曲波脉冲信号的检测，利用快速傅里叶变换实现，以提高计算效率。
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公开(公告)号：CN116861305A
公开(公告)日：2023-10-10
申请号：CN202310718462.6
申请日：2023-06-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F18/241 , G06F18/10 , G06F18/213 , G06F18/214 , G06N3/045 , G06N3/098
Abstract: 本发明的目的在于提供一种基于波束域数据的水下目标航迹智能提取方法，包括以下步骤：(1)对波束域数据进行波束形成，绘制波束形成历程图；(2)提取感兴趣信号，并贴标签；(3)特征提取；(4)训练网络；(5)模型评估并筛选得到最优网络模型；(6)识别波束域数据。本申请基于机器学习，对包含一定量数据的训练集的模型训练，通过评估筛选出最优模型，可对波束域数据进行识别并分类成水面目标及水下目标，从而提取并保留水下目标。与目前其他分离水面目标的方法相比，准确率更高，适应性更强。
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公开(公告)号：CN113359183B
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202110570146.X
申请日：2021-05-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种针对极地冰层的震源定位方法，本发明针对极地环境以及极地海冰中声传播特点提出一种冰层震源定位方法，以解决北极地区经济开发与军事对抗中潜在的目标定位需求。本发明结合极地冰层声传播特点，充分利用弹性波导带来的多波现象，从波场偏振特征、传播速度及幅值等方向开展多维度差异性分析，构建了具有高度适用性的冰层震源定位方法；从工程应用角度出发，本发明涉及方法无需传感器阵列，使用单台自容式三分量地震仪即可满足所需数据采集需求，所需设备高度精简，操作流程简便、快捷，具有极高的极地环境作业实用性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN116800350A
公开(公告)日：2023-09-22
申请号：CN202310717426.8
申请日：2023-06-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明的目的在于提供一种跨冰声通信系统及方法，包括冰面通信装置和水中通信装置。本发明基于浮冰声传播特性，同时使用冰层声传播信道以及水中声传播信道，通过激发冰中板间纵波进行冰面到水中的信息传输，解决了因冰面震源激发水中直达波的衰减较快，而无法实现下行远距离通信的问题，实现跨冰介质声信号的有效发射和接收，从而完成跨冰介质声通信。上行通信与下行通信使用不同频带通信，即冰面通信装置可同时进行冰层声传播信道的信号发射，和水中声传播信道的信号接收，实现全双工通信，提高了通信效率。同时冰面接收的三分量数据分析处理，水中接收模块的指向性接收，都能有效降低发射信号和噪声的干扰，提高了接收信号质量。
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公开(公告)号：CN114070408B
公开(公告)日：2023-09-19
申请号：CN202111357797.7
申请日：2021-11-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: H04B10/299 , H04B10/508 , H04B10/516 , H04B10/564 , H04B13/02
Abstract: 本发明公开了一种跨冰介质声通信波形设计方法，获取海冰声参数，根据弹性波动理论建立描述冰层弹性波导特性的频散方程，求解频散方程获得相速度频散函数cp，根据cp得到群速度频散函数，进而得到群速度频散曲线；确定作为信源的声源激发参数，包括激发频率范围及声能量入射角度范围，根据声源激发参数在频散曲线中选定对应的群速度频散函数；基于得到的频散函数，根据接收端与发射端的距离计算系统传递函数；基于系统传递函数及期望脉冲信号频域波形，得到系统频域响应函数；将频域响应函数转换到时域，并对时域波形进行反转得到发射端波形。本发明在提高通信距离及通信可靠性的同时，大大增加了通信隐蔽性，实现高效、稳定、隐蔽的跨冰定点声通信。
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公开(公告)号：CN112083427B
公开(公告)日：2023-09-19
申请号：CN202010959785.0
申请日：2020-09-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S15/32
Abstract: 本发明提供一种冰下无人潜航器测距方法，基于几何原理和声信号处理，当水下无人潜航器2发射信号至接收水听器3时，通过匹配滤波处理得到直达波和最短途径平面冰层1的下表面反射波的时延差，结合冰层下的水中声速，估计得到水下无人潜航器2与接收水听器3之间的水平距离；本发明在利用水下无人潜航器进行冰下航行作业时，由于冰层的存在，不易确定水下无人潜航器与接收水听器之间的距离，通过此方法可以估计出水下无人潜航器与接收水听器之间的距离，对水声研究具有一定的帮助。
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公开(公告)号：CN115208480B
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202210770475.3
申请日：2022-06-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种基于联合消息传递的冰下水声通信方法，基于单载波相移键控调制体制，信源比特信息经过信道编码器和随机交织器处理后映射为符号。确定接收端通信信号的解码流程。通信接收机充分利用水声通信信道的稀疏性，采用置信传播求取估计符号的后验概率，以此来降低接收机的计算复杂度。同时，采用期望传播将传递的消息投影到指数分布族中来获取精确的近似后验概率。接收机采用三层迭代结构，第一层为循环置信传播迭代过程，第二层为期望传播迭代过程，第三次为turbo迭代过程。本发明能够在获得与线性最小均方误差均衡器(LMMSE)相当的性能的同时极大地降低计算复杂度。
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公开(公告)号：CN115589259B
公开(公告)日：2023-05-02
申请号：CN202211228448.X
申请日：2022-10-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: H04B10/25 , H04B10/291 , H04B10/80 , H04B13/02
Abstract: 本发明公开了一种水声‑光纤远距离低功耗串行通信系统及方法，其包括若干作为发送节点和/或接收节点的水声通信节点；作为发送节点的水声通信节点包括光源、与光源连接的第一光纤放大器，以及与光源信号连接的第一微处理器；光源为具有开关的大功率光源；作为接收节点的水声通信节点包括弱光检测模块，以及与弱光检测模块信号连接的第二微处理器；作为发送节点的水声通信节点与作为接收节点的水声通信节点之间通过光纤连接。本发明结合了光纤通信和水声通信的优点，能够实现远距离、大带宽的信息传输；同时基于本发明提供的系统构造和串行通信方法，极大降低了功耗，节能环保，使其可以有效应用于水下通信能源受限的复杂应用环境，结构合理巧妙。
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