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申请/专利权人：哈尔滨工程大学

摘要：本发明提供了一种强冲击噪声下非相干分布源幅相误差校正和测向方法及系统，属于阵列信号处理领域。为了解决现有非相干分布源测向方法仅适用于高斯噪声，不适用于冲击噪声及存在幅相误差的情况，会造成性能恶化甚至失效的问题。本发明基于非相干分布源模型，设计了更具鲁棒性的基于量子蒲公英飘移机制的幅相误差校正和测向方法，以及利用加权范数协方差抑制冲击噪声，并利用极大似然方法实现了幅相误差和中心方位角联合估计，最后利用信号协方差矩阵估计角度扩展。本发明在强冲击噪声环境下具有鲁棒性，利用量子蒲公英飘移机制进行高效求解，实现了幅相误差和角度参数的联合最优估计，突破了现有非相干分布源测向方法的应用局限。

主权项：1.一种强冲击噪声下非相干分布源幅相误差校正和测向方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、获取阵列接收信号的快拍采样数据，利用加权范数归一化对接收数据进行去冲击预处理后构造极大似然方程，包括，设阵列有P个波长为λ的非相干分布源入射到由M个阵元组成的均匀线阵上，设前Mc个阵元为完全校正的，阵列间距为d，定义最大快拍数为K，均匀线阵接收的第k次快拍数据为， 其中，k＝1,2,…,K，表示幅相误差矩阵，diag表示求向量的对角矩阵，表示1×Mc维全为1的矢量，为后M-Mc个阵元的幅度误差矢量，为后M-Mc个阵元的相位误差矢量，xk＝[x1k,x2k,…,xMk]T为M×1维阵列接收快拍数据矢量，sik为第i个非相干分布源入射信号，Li为第i个非相干分布源的多径数，γi,lk为第i个非相干分布源第l条路径的服从均值为0，方差为的复高斯增益因子，为第i个非相干分布源的路径增益方差，i＝1,2,…,P，l＝1,2,…,Li，为第i个非相干分布源第l条路径的M×1维阵列导向矢量，θi表示第i个非相干分布源的中心方位角，表示第i个非相干分布源第l条路径的到达角与中心方位角的角度偏差，服从均值为0，方差为的高斯分布，Δi为第i个非相干分布源的角度扩展，nk为M×1维服从特征指数为α的标准SαS分布的复冲击噪声矢量，j为复数单位，T为矩阵转置；在小角度扩展情况下，将一阶泰勒展开为， 其中，aθi为第i个非相干分布源中心方位角对应的阵列导向矢量，建立非相干分布源的广义阵列流型及阵列接收信号模型为， 其中，为非相干分布源的M×2P维广义阵列流型，sk＝[s1,1k,s1,2k,…,s1,Pk,s2,1k,s2,2k,…,s2,Pk]T为2P×1维信号， 第k次采样数据的加权无穷范数归一化信号为， 其中，ε∈[0.8,1]为加权常数，xmk为第m个阵元接收快拍数据；阵元接收数据的加权范数协方差为， 其中，K为最大快拍数，上标H表示共轭转置；构造极大似然方程为， 其中，为中心方位角、幅度和相位误差估计矢量，为信号协方差矩阵的估计，为噪声功率的估计值，为Bθ的正交投影矩阵，IM为M×M维单位矩阵，trace表示对矩阵求迹，argmin表示寻找具有最小函数值的变量，ln表示求自然对数，det表示求矩阵的行列式；步骤二，初始化每个蒲公英种子的量子位置并初始化相关参数，构造适应度函数，计算所有蒲公英种子的适应度函数值，保存全局最优量子位置；步骤三，根据飘移机制更新每个蒲公英种子量子位置；步骤四，将每个蒲公英种子更新后的量子位置映射为位置，计算更新后所有蒲公英种子的适应度函数值，进而更新全局最优量子位置；步骤五，判断步骤四是否达到最大迭代次数，若未达到，返回步骤三和步骤四重新迭代；若达到最大迭代次数则终止循环迭代，输出全局最优量子位置，经过映射变换为全局最优位置，包括非相干分布源中心方位角和幅相误差的估计值；步骤六，利用步骤五获得的非相干分布源中心方位角和幅相误差的估计值估计信号协方差矩阵，进而得到角度扩展的估计值。

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