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公开(公告)号：CN113411278A
公开(公告)日：2021-09-17
申请号：CN202110769536.X
申请日：2021-07-07
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 基于接收阵的低频水声通信的均衡处理方法,解决了现有多阵元联合均衡处理的均衡器的长度过长，使得接收处理系统复杂且影响解调性能的问题，属于水声通信技术领域。本发明包括:通过全孔径垂直阵列接收频域声压信号计算声场中简正波模态的垂直模态函数矩阵Ψ；根据Ψ获取模态滤波器利用对接收信号矩阵p进行滤波，实现模态分离，分离后的模态矩阵为：获取矩阵中第m阶模态对应的接收信号ym(k)，当高接收信噪比的情况下，采用单通道自适应判决反馈均衡处理方法对接收信号ym(k)进行解调，当低接收信噪比的情况下，利用多模态联合判决反馈均衡处理方法对接收信号ym(k)进行解调。
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公开(公告)号：CN113179234A
公开(公告)日：2021-07-27
申请号：CN202110463685.3
申请日：2021-04-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于分块多普勒补偿的高动态长信号累积方法，属于海洋测量技术领域。为了解决水声通信系统中低信噪比背景下的多普勒频偏估计精度低以及高动态背景下长信号累积过程中信号相关性差、信噪比增益低的问题。本发明将接收信号进行分块处理；采用脉冲对相位测频算法估计每一个信号块的频偏；结合频偏估计结果确定有效接收信号的起始位置；利用当前信号块的频偏估计值依次对后序信号块进行多普勒补偿；对于补偿后的接收信号，将每个码字与后序码字累加，实现信号累积。主要用于水声通信系统中的多普勒频偏估计。
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公开(公告)号：CN113156369A
公开(公告)日：2021-07-23
申请号：CN202110454910.7
申请日：2021-04-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种海上声学相位中心校准方法，涉及海洋测绘领域。解决了现有声学相位中心校准方法，需要事先进行水池实验校准声学基阵声学相位中心，存在实验耗时长且效率低的缺陷的问题。本发明方法包括如下步骤：S1、使作业船按预设航迹围绕海底信标航行，并采集数据，S2、利用S1采集的数据计算大地坐标系中海底信标坐标矩阵和声学基阵的安装位置偏差DX；S3、根据和DX，计算作业船坐标系中声学基阵上各基元的坐标；S4、根据作业船坐标系中声学基阵上各基元的坐标计算各基线长度，并通过各基线长度校准每个基元的声学相位中心。本发明主要用于对基元声学相位中心的校准。
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公开(公告)号：CN107426120B
公开(公告)日：2021-03-19
申请号：CN201710605932.2
申请日：2017-07-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种基于最小均方误差的水声OFDM‑MFSK信道均衡方法，属于水声通信领域。具体内容如下：(1)发射端在一帧数据的首尾加入线性调频信号；(2)接收端对帧前同步信号进行检测，完成数据截取和多普勒因子估计，并对接收信号进行多普勒补偿；(3)利用多普勒补偿后的帧前同步信号进行高精度信道冲激响应估计；(4)利用每个OFDM‑MFSK符号中的空子载波估计当前符号噪声，并根据估计出的信道冲激响应实现OFDM‑MFSK符号的频域最小均方误差信道均衡；(5)最后对均衡后的数据进行解调。本发明提供的方法考虑了噪声对信道均衡的影响，有效弥补了OFDM‑MFSK水声通信系统受严重的信道多途扩展影响而引起的性能损失。
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公开(公告)号：CN107231176B
公开(公告)日：2021-01-05
申请号：CN201710605908.9
申请日：2017-07-24
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于子载波能量的OFDM‑MFSK水声通信宽带多普勒估计与补偿方法，属于水下通信领域。具体内容如下：发射端在同步信号与数据之间插入脉冲对信号；接收端首先对同步信号进行检测，完成多普勒初步补偿；按照逐数据块的方式，对数据中每个OFDM‑MFSK数据块进行解调估计出有效子载波位置，并将全部有效子载波处的能量和作为代价函数，按照假设的不同多普勒因子进行搜索，以此获得当前数据块的精细多普勒因子，完成多普勒的细补偿；最后进行接收数据的解调。本方法有效实现了水下OFDM‑MFSK通信系统中宽带多普勒的精确估计与补偿，解决了传统多普勒估计方法稳定性差估计精度低的问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN111381212A
公开(公告)日：2020-07-07
申请号：CN202010144254.6
申请日：2020-03-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S5/22
Abstract: 基于子阵划分的虚拟超短基线定位方法，解决了现有超短基线定位系统在低信噪比条件下的水下定位精度不高的问题，属于超短基线定位技术领域。本发明包括如下步骤：S1、将接收基阵划分为四个子阵，将四个子阵的参考中心构成一组虚拟的超短基线；S2、四个子阵分别进行波束形成，得到四个子阵的阵列输出信号；S3、利用四个子阵的输出信号进行超短基线定位，获得目标位置。本发明能够有效利用阵列的阵增益优势，在低信噪比条件下精确估计水下目标的位置。
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公开(公告)号：CN111381210A
公开(公告)日：2020-07-07
申请号：CN202010144824.1
申请日：2020-03-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S5/20
Abstract: 基于二阶锥规划的舰船辐射噪声抑制方法，属于水声探测领域，本发明为解决现有舰船设备发出的噪声影响水声设备工作性能的问题。本发明所述基于二阶锥规划的舰船辐射噪声抑制方法的具体过程为：舰船底部安装的阵列接收噪声信号，并发送至上位机，上位机采用常规波束扫描法预估舰船辐射噪声的方位；采用二阶锥规划方法在频域中获取每个子频带的波束加权系数；采用二阶锥规划方法获取FIR滤波器系数，获取相应的FIR滤波器；将阵列接收的噪声信号输入至FIR滤波器进行滤波，获得提高信噪比的阵列输出信号，实现抑制舰船辐射噪声。本发明用于水声领域。
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公开(公告)号：CN111380520A
公开(公告)日：2020-07-07
申请号：CN202010149299.2
申请日：2020-03-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种引入径向速度的SINS/USBL松组合导航定位方法，它属于组合导航及水声定位技术领域。本发明解决了传统SINS/USBL松组合方法忽略基元与信标之间径向速度的测量导致SINS速度误差的估计精度受限，以及在USBL定位无效时，依靠SINS单独完成导航任务带来的导航误差累积的问题。本发明将USBL的径向速度测量信息引入SINS/USBL松组合中，能够在USBL定位无效时，使SINS保持组合工作方式，减小SINS的误差积累；通过将径向速度作为滤波观测量，能够提高SINS/USBL松组合滤波系统对SINS速度误差的估计精度，从而改善整体导航性能。本发明可以应用于组合导航及水声定位领域。
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公开(公告)号：CN111380519A
公开(公告)日：2020-07-07
申请号：CN202010144251.2
申请日：2020-03-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种超短基线/捷联惯性导航松组合的导航误差校正方法，它属于组合导航及水声定位技术领域。本发明解决了在基阵开角较大时，水下航行器的捷联惯性导航需要运动至超短基阵有效工作范围内进行误差校正，导致水下航行器的工作效率降低的问题。当超短基线定位系统有实数解时，可以得到声学基阵与信标的相对深度和斜距的比值，即基阵开角的余弦值，以该值控制组合导航的滤波增益，能够减小基阵开角比较大时的低质量观测信息在状态更新中所占的比重。通过在外部对滤波器的增益进行控制，能有效抑制捷联惯性导航误差，并且保证了在基阵开角较大情况下的水下航行器的工作效率。本发明可以应用于组合导航及水声定位领域。
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公开(公告)号：CN111380517A
公开(公告)日：2020-07-07
申请号：CN202010144235.3
申请日：2020-03-04
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 一种基于USBL软件接收机的SINS/USBL深组合导航定位方法，它属于组合导航及水声定位技术领域。本发明解决了当USBL测量信息中断或者发生错误时，传统组合方式的容错能力有限的问题。在不需要先验信息的情况下，本发明利用SINS的动态信息辅助无源工作模式下的USBL载波跟踪环路和码跟踪环路，获得准确径向速度信息和时延信息，提高了USBL在干扰信号或者是弱信号下的系统容错能力，提高了组合系统的性能。本发明可以应用于组合导航及水声定位领域。
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