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声测无源定位技术是一种利用定位算法对传声器阵列接收的声信号进行处理,实现目标定位的技术,在军事、工业以及民用等领域都有着广泛的应用前景,因此开展基于传声器阵列的声测定位技术研究具有重要的实际意义。 结合桂林某国营单位预研项目《声阵列无源定位系统》,本文针对声测无源定位技术展开了两方面的研究,一方面对时延估计算法进行了研究分析;另一方面研制了一套基于TMS320C6713DSP的声测定位应用示范系统,具体工作有: 1.针对传统时延估计方法采用DFT变换计算带来的频谱“栅栏现象”,提出一种基于线性调频z变换的二次相关时延估计方法。该方法利用低频声信号在大气中衰减小传播距离远的特点,对信号的低频成分进行细化,通过在互谱中进行插值提高相关峰的分辨率,达到提高时延估计精度的目的。仿真结果证明了该方法的优越性。 2.广义互相关时延估计方法需要获得信号和噪声的先验知识来确定合适的加权滤波器,针对这一问题本文探讨了采用最优滤波器设计的参数化时延估计方法,利用参数化模型来代替广义互相关中的非参数模型,实现滤波器的最优设计。仿真结果表明参数化时延估计方法在低信噪比环境下表现出较强的鲁棒性。 3.搭建声测无源定位系统硬件平台,设计系统软件算法。系统模块主要包括:五元十字阵传声器阵列接收模块、以AD73360和TMS320C6713为核心的6通道数据同步采集模块、数据通信和终端显示模块以及上位机监控软件模块。 4.基于硬件平台实现基于广义互相关时延估计的声源定位算法,构建一套实时声测定位应用示范系统。该系统针对室外单声源固定目标进行定位,在声源距离为22～55m,方位角为0~360°,俯仰角为77～85°的测试环境下进行了实验,测试结果表明声测无源定位系统能够较好的完成对固定目标的定位,在目标方位角变化时能有效进行跟踪,系统测试结果满足项目指标。