一種基于目標航深的水面與水下目標分類識別方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于目標航深的水面與水下目標分類識別方法，屬于水中目標識別【技術領域】。該方法主要是在水面垂直方向上設置上探測單元和下探測單元，目標分為水面目標或水下目標兩類；對上探測單元接收到的目標輻射聲信號s1(t)和下探測單元接收到的目標輻射聲信號s2(t)，采用相關法求二者之間的時間延遲τ12；計算目標航深區間為[d2,d1]，d1和d2分別為該目標航深區間的上限和下限；最后根據步驟二計算的目標航深區間[d2,d1]對目標進行分類。該方法能夠適應由于海流等環境因素引起的上、下兩個探測單元之間相對位置變化的情況，識別準確率高、應用范圍廣。
【專利說明】一種基于目標航深的水面與水下目標分類識別方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及水中目標識別【技術領域】，尤其涉及一種基于目標航深的水面與水下目 標分類識別方法。
【背景技術】
[0002] 基于水聲被動探測的水面目標與水下目標分類識別方法一直是水中目標識別技 術領域關注的重要問題之一，其分類識別結果可直接用于水下預警，也可作為必要的輔助 信息，服務于具有對目標的定位、跟蹤等功能的大型水下目標探測系統等。現有技術主要是 基于目標輻射噪聲的頻域特征對水面目標和水下目標進行識別，不僅需要搜集大量的數據 樣本進行訓練學習，前期投入工作量大，而且對新類型目標、尤其是非合作目標一般難以直 接適用，識別準確率較低，需要重新補充學習。基于目標航深對水面目標和水下目標進行識 別的方法，更少地依賴于目標自身的特征，識別過程直觀，不需學習，避免了現有技術存在 的上述問題。
[0003] 在垂直方向上具有上、下兩個分布式探測單元的潛標、海床基等，可以測得目標航 深，常用的方法是由上、下兩個探測單元所測量目標俯仰角之間的空間幾何交匯方法求出。 這種方法要求上、下兩個探測單元之間的距離必須足夠大（探測精度與兩探測單元間距離 成正比），并且二者之間的相對位置需要精確已知等，使得這種方法在實際應用中易受使用 條件及環境條件的限制，存在實施難度大、成本高甚至無法實現的困難，例如上、下兩個探 測單元之間的距離越大，則實現它們的水下系留、錨定和通信將變得更復雜，二者之間不僅 難以采用剛性連接，而且難以采用有纜方式通信；當二者之間采用普遍應用的柔性方式連 接時，海流又會引起偏降、漂離，引起上、下兩個探測單元之間相對位置的變化，而相對位置 一般是難以測量或精確已知的。
【發明內容】
[0004] 有鑒于此，本發明提供了一種基于目標航深的水面與水下目標分類識別方法，其 目的是為了減少對上、下兩個探測單元之間的距離間隔大小、相對位置測量精度等條件的 限制要求，能夠適應由于海流等環境因素引起的上、下兩個探測單元之間相對位置變化的 情況，識別準確率高、應用范圍廣。
[0005] 為達到上述目的，本發明的技術方案為：本發明提供了一種基于目標航深的水面 與水下目標分類識別方法，在水面垂直方向上設置上探測單元和下探測單元，目標分為水 面目標或水下目標兩類；該方法包括如下步驟：
[0006] 步驟一：對上探測單元接收到的目標輻射聲信號S1 (t)和下探測單元接收到的目 標輻射聲信號S2 (t)，采用相關法求二者之間的時間延遲τ 12。
[0007] 步驟二：根據下式計算目標航深區間為[d2, dj，Cl1和d2分別為該目標航深區間的 上限和下限：
【權利要求】
1. 一種基于目標航深的水面與水下目標分類識別方法，在水面垂直方向上設置上探 測單元和下探測單元，目標分為水面目標或水下目標兩類；其特征在于，該方法包括如下步 驟： 步驟一：對上探測單元接收到的目標輻射聲信號S1 (t)和下探測單元接收到的目標輻 射聲信號S2(t)，采用相關法求二者之間的時間延遲τ12 ; 步驟二：根據下式計算目標航深區間為[d2,dj，Cl1和d2分別為該目標航深區間的上限 和下限：
其中，時間延遲所產生的距離差AR=cτ12，c是水中的聲速；β是下探測單元測得的 目標俯仰角；L是上、下探測單元之間的連接裝置的長度；上、下探測單元之間的深度差為 Ah =h2-hi，hi和h2分別是上、下探測單元的深度； 步驟三：根據步驟二計算的目標航深區間[d2,dj對目標進行分類。
2. 如權利要求1所述的一種基于目標航深的水面與水下目標分類識別方法，其特征在 于，所述步驟三具體為： 若(I1 < 20m，目標為水面目標； 若d2> 20m，目標為水下目標； 若不滿足條件Cl1彡20m和d2彡20m，識別目標為待分類目標。
3. 如權利要求1所述的一種基于目標航深的水面與水下目標分類識別方法，其特征在 于，上探測單元或者下探測單元為單個基元或者由多個基元組成的陣列，則S1 (t)和s2(t) 分別為上探測單元和下探測單元中單個基元的接收信號或者一個陣列波束的接收信號。
【文檔編號】G01S15/50GK104459699SQ201410564312
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】高偉, 張利, 付繼偉 申請人:中國船舶重工集團公司第七一〇研究所