基于環境適配的目標探測技術

海洋環境的復雜性和變異性，使得經典的信號探測與估計理論很難在實際海洋信道中獲得良好穩定的性能，因此需要發展與水聲物理場相結合、相適配的信號處理技術。匹配場處理（MFP）就是其中一種代表性技術，它是通過水聲傳播模型計算出的拷貝場與測量數據之間互相關，來實現對目標的探測與定位。MFP?與之后演化出的匹配模處理（MMP）、?；ヅ錇V波（MBMF）等方法構成了聲場空時匹配處理方法的基礎。由于考慮到海洋環境要素，匹配處理的性能理論上要優于傳統基于統計特性的探測方法。但是，早期的?MFP?均是基于確定模型的，與實際海洋環境在時間與空間上的動態隨機變化不相適應。因此近幾十年來，各國研究人員一直在致力于研究能夠適配實際海洋環境、寬容自適應的?MFP?方法，主要有?4?個研究方向。

從海洋聲學建模方向出發，建立較好表征環境不確實性的聲學模型。通過研究海洋學與水聲學的隨機建模、水聲學與海洋學模型耦合等問題，分析水聲信道不變特征和不確定性的表征和評估，利用海洋環境不確定性建模和聲傳播模型的輸出，通過統計分析和概率描述等手段，建立能夠較好表征環境不確實性的聲學模型，以期減少模型失配對探測性能的影響。如針對主動聲吶探測中所遇到的信道畸變，給出了?2?種信道模型（快速衰減模型、時間擴散模型）及其探測性能的比較；提出了適用于不同條件的?3?種模型（參數確知模型、環境變量隨機模型、環境變量和源位置隨機模型）及其探測方法，在低信噪比失配情況下取得了較好的探測性能。

研究寬容性處理方法，通過自適應處理、環境參數搜索優化等方法，解決水聲信道不確實與環境參數不確知情況下環境失配、統計失配和系統失配等問題。針對寬容性處理的探測能力分析，提出了一種度量寬容性性能的量化指標，可以分析不同環境下寬容性探測能力。針對確定性失配問題，提出了多約束匹配場處理方法（MCM）、簡化最小均方差方法（RMV）和鄰域約束最小均方差方法（MV-NLC）等；針對不確知參數的失配情況，提出了不確定場優化處理方法（OUFP）、利用子空間特征提取的寬容性?MFP?方法、貝葉斯匹配場處理、Minimax?匹配場處理等。

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