一、一种水下远程目标探测的方法（论文文献综述）
杨静[1]（2021）在《基于双边带调制的脉冲压缩相干激光雷达技术研究》文中研究表明传统激光雷达利用从目标反射、未调制的超短光脉冲的飞行时间（Time-of-flight,TOF）来测距,通过相邻脉冲间的距离差分来测速。为了在远距离测量时实现高精度（Precision）和高灵敏度,许多TOF激光雷达系统使用具有低重频和极高峰值功率的超短脉冲激光器。该系统主要有以下三大缺陷:高峰值功率激光脉冲会逐渐损坏各光学装置从而缩短系统寿命;考虑到安全性使用场景受限;该系统只能测量差分时间内的平均速度,实时性差。而在此基础上发展起来的光子计数激光雷达虽然在高峰值功率方面有所改善,但与相干探测体制相比仍然较高,且同样主要应用于测距,难以实时测速。基于调制的调频连续波（Frequency-modulated continuous wave,FMCW）相干激光雷达,可以一定程度上克服高峰值功率的缺陷,也可以对目标实时测距测速。但以光混频为例,此方案通过回波与本地扫频的拍频得到的电信号的频率来获得目标距离速度信息,因而只能利用在一个扫频周期中二者在时间上的重叠部分,目标距离越远、重叠时间越少、信号能量利用率越低。而脉冲压缩相干激光雷达没有以上限制。此方案的本振光未经过调制,将回波光与本振光拍频,得到完整扫频电信号,然后通过匹配滤波将其在时域上压缩成窄脉冲,通过压缩窄脉冲的位置得到目标的距离速度信息。这种方案的峰值功率要求不高,通常为m W或W级;可以对目标实时测距测速;能量利用率不受回波与本振在一个扫频周期内的重叠时间限制。目前,几乎所有关于脉冲压缩相干激光雷达的文献报道均是基于单边带调制。在单边带调制方案中,为了保证测速能力,通常需要调制信号上扫频和下扫频即三角扫频,而三角扫频的归一化旁瓣相比上扫频高约10d B,限制了系统灵敏度,也即限制了信噪比,进而限制测量精度、测量距离。为了解决这个问题,本文提出了基于双边带调制的脉冲压缩相干激光雷达系统,该系统只需上扫频即可同时具有测距测速能力,避免了三角扫频中的高旁瓣问题,从而提高系统灵敏度。首先,本论文对脉冲压缩相干激光雷达基本原理进行详细介绍,理论、仿真分析脉冲压缩测距测速原理,分析各参数如脉冲长度、采样率、相位差的影响,确立希尔伯特变换求包络的信号处理方案,仿真分析比较三角扫频与上扫频的归一化旁瓣,证明三角扫频的旁瓣相比上扫频平均低约10d B。其次,搭建了基于双边带调制脉冲压缩相干激光雷达实验平台,以转盘模拟运动目标,证明该系统只需上扫频即可对运动目标实时测距测速。从电光调制原理出发,结合搭建的激光雷达系统,完善基于双边带调制脉冲压缩相干激光雷达对运动目标的测距测速原理推导。随后以转盘完成了测距测速实验:详细分析系统信噪比、探测阈值的计算方法,通过多次测量取统计标准差的方法衡量系统测距测速精度,结果证明其量级与理论值相符合,并试验测量了系统灵敏度。最后仿真分析了目标运动速度对压缩增益的影响。然后,针对目标静止时,回波光与本振光的随机相位差引入的探测概率、测量精度下降问题,在原系统加入90°光桥接器加以解决,并以走廊尽头的白色漆墙为目标对改进后的系统进行实验验证。实验结果证明,通过I、Q信号的合并基本解决了随机相位差的影响,提高了探测概率、测距精度。改进后的系统同时具备测量运动目标和静止目标的能力。随后,对系统做优化,确定出光模式、光斑半径、采样设备分辨率等参数,通过对信号也加窗进一步降低旁瓣来提高系统灵敏度。优化后,该系统测量到城市中约856m和5726m处建筑物,验证了系统的远程测量能力,仿真分析并实验验证了目标相对平台微振动带来的影响。由于微振动目标理论上也可以将其看成运动目标,所以一定程度上也验证了该系统对远距离运动目标实时测距测速能力。最后,完成了基于双边带调制脉冲压缩相干激光雷达系统的三维扫描成像能力实验验证。对约856-987m范围的城市中常见建筑物完成扫描成像,展示该系统对建筑物整体、细节等成像能力。综上所述,本文提出的基于双边带调制的脉冲压缩相干激光雷达系统具备对自由空间远距离硬目标的实时测距测速能力,同时具备对目标的三维扫描成像能力,为相关军用、民用应用场景提供了完整的技术思路和理论支撑。
蒋西海,王晓林,严琪[2]（2021）在《水下小孔径阵列远程目标检测方法研究》文中进行了进一步梳理匹配滤波器频域自适应线谱增强方法是一种基于递归算法的非线性滤波技术,它大大提高了匹配滤波器的检测性能。针对当前该技术使用窄带信号作为发射信号存在可利用的带宽有限,不能充分发挥自适应线谱增强器性能的问题,文章提出将该技术与宽带信号相结合来检测远程目标。仿真显示,该方法在低信噪比条件下获得了较高的信噪比增益和检测概率。海试数据处理结果表明,该技术的处理增益较传统方法高6.24 dB。该方法的高处理增益适合应用在水下无人平台上,弥补了小孔径阵列空间增益不足的缺点,可以实现远程目标的检测。
李宇航[3]（2020）在《基于光纤通信的水下视频传输系统及视频图像处理技术研究》文中研究说明在水下信息的采集、处理和传输过程中,水下环境的实时监测和资源的探索需要使用到摄像系统及各种传感器,从而可以准确、快速地完成水下信息采集以及资源开发等任务。针对水下信息传输的需求,本文设计并实现了一套基于光纤通信的水下视频传输系统,完成了视频信号无压缩、数字化、实时的远距离传输,并对捕获的鱼类视频信息进行分析和处理。该系统主要由五部分组成,包括视频源获取部分、数据处理部分、光纤数据传输部分、系统控制部分和视频采集存储部分。视频源的获取是通过3G-SDI摄像头完成的,并加入蓝光光源进行水下探测照明。数据处理部分是传输系统的核心,主要负责视频数据的处理和高清无损传输。光纤数据传输部分主要由光发射端和光接收端组成,并进行光电/电光转换,光纤是其中高速传输的通信信道。系统控制部分完成控制SDI摄像头的开关、电机的旋转和光源的开断,以及整个系统的供电。最后是视频采集存储部分,采集并存储光接收端的视频信号。在硬件设计上,以FPGA/CPLD为核心处理板,主要完成视频数据的模数和数模转换,以及组合逻辑和时序逻辑的分析等,低功耗的单片机为辅,完成系统的控制。在光纤数据传输中,使用了光发射模块和光接收模块,发射端为完成光纤中信号的传输,进行电信号到光信号的转换,接收端将光信号转换为电信号,以便还原出视频数据。数据要在光纤中传输必须要对信号进行编解码,主要使用的是8B/10B编解码方法。在软件设计上,监控界面主要使用pycharm开发工具和python语言进行设计,更直观的显示出视频数据。同时使用Visual Studio 2017开发工具和OpenCV进行了水下视频图像处理,采用帧间差分法和基于混合高斯模型的背景分离法对鱼类进行检测,可以判断出鱼的轨迹和数量。
贺玉梁[4]（2020）在《运动小平台主动声呐目标回波信号检测技术研究》文中指出目标回波信号检测是主动声呐应用的一个重要方面,尤其对水下运动小平台搭载的目标探测主动声呐而言,其在应用上通常面临一些特殊问题。本文以水下运动小平台搭载的主动声呐为物理基础,对目标回波信号检测技术进行研究。这类平台具有尺度小、机动灵活等优点,但这同时也引发了特有的回波信号检测问题。本文针对平台特点和所面临的问题,重点对声呐波形优化设计技术、复合高斯混响下小样本需求的空时自适应检测、混响干扰下增强目标回波的空时滤波、抑制相关距离旁瓣的失配滤波等关键技术,进行了深入的分析和研究,旨在为水下无人航行器平台的目标主动探测奠定基础。本文主要研究内容和创新点如下:1.对于水下小平台搭载的目标探测主动声呐而言,其平台尺度较小,发射能力有限,因而要求所选用的发射波形应具备足够低的峰均功率比,以利于声呐发射机高效发射来满足探测作用距离需求。对某些特性良好但峰均功率比较高的波形,为了缓解其在小平台主动声呐上应用所面临的困境,需要设计一种能尽量保持波形固有特性,同时获得期望低峰均功率比的波形优化技术。针对该问题,本文提出了一种降低这些波形峰均功率比的优化技术——基于交替投影方法的低峰均功率比波形优化技术,该算法将降低波形峰均功率比问题考虑为频谱成形问题,在交替投影算法基础上通过设计投影约束集合与投影算子实现频谱成形,具有折中控制波形峰均功率比和固有特性的能力,并从理论上分析了方法的收敛性和有效性。受益于交替投影技术,生成的信号具有低幅度谱逼近误差及低带外频谱泄露特性,适于主动声呐的高效发射。仿真实验处理了几何梳状谱信号和伪随机信号的峰均功率比控制,验证了所提方法的有效性。2.运动平台主动声呐的阵列混响具有空时耦合特性,单独从空时域任一维处理都不能最大程度地抑制混响干扰,因而需要借助空时联合处理方法。此外,主动声呐混响通常具有较强的非平稳性,由于海底散射体尺度的不均匀性等囚素,混响也常呈现出非高斯性,因而需要设计能抑制非平稳非高斯混响的空时目标检测方法。针对非平稳非高斯混响背景下运动平台主动声呐的目标回波信号检测问题,本文提出了一种基于STAP的检测方法——复合高斯混响下多通道空时自适应信号检测的一种参量型GLRT方法,其以复合高斯（Compound-Gaussian,CG）模型对非高斯分布进行建模,以多通道自回归参量模型对问题进行降维,具有适应非平稳混响统计特性的小训练样本需求,而后基于GLRT理论构造了多通道参量型检测器CG-PGLRT。在复合高斯或退化的高斯混响背景下,其均表现出一定的适用性。仿真和试验表明所提检测器相比于传统的基于协方差估计的检测器,对训练样本的需求显着下降,并能提供优越的估计和检测性能。3.在主动探测声呐的方位历程图滤波输出中,尽管可能已经考虑了某些混响抑制策略,但在混响影响严重的近距离区域,大量虚假的混响回波亮点会掩蔽真实目标回波的可见性,尤其在浅海环境下,很大程度上会增大后续检测判决的虚警率,因而需要进一步减小混响干扰增强真实目标回波可见性的空时滤波方法。针对在运动平台主动声呐近程目标的方位历程图滤波输出中,残留混响干扰影响真实目标回波后续的检测判决问题,本文提出了几种在混响干扰下增强目标回波的方法——混响干扰下基于低秩稀疏分解增强目标回波的空时滤波,该方法在逐帧的近程目标方位历程图中,假设混响成分是近似低秩的,运动目标回波成分是稀疏的,此外还有残余的噪声成分,从而可以对待分离数据进行低秩稀疏表示。依据数据的组织形式不同,问题可以表示为以矩阵数据为基本输入的离线模型,和以向量数据为基本输入的在线模型。对于离线模型问题,给出了加速近端梯度算法;对在线模型问题,给出了基于不同混响子空间估计方法的低秩稀疏分解算法。仿真和试验将所提分解算法应用到了增强目标回波的空时滤波中,说明了这些方法的有效性。4.在某些噪声为主要干扰的主动声呐场景中,相关处理的距离旁瓣控制是一个非常关键的问题,一方面这关系到非模糊测距问题,另一方面,这涉及到强目标的高距离旁瓣对弱目标主瓣的掩蔽问题,因而需要设计一种低距离旁瓣的滤波方法。针对主动声呐目标回波匹配滤波输出的高距离旁瓣问题,本文提出了一种抑制相关距离旁瓣的方法——最大损失可控的低距离旁瓣失配滤波器设计,该方法能够灵活地控制信噪比最大损失,并且通过加权函数可以有效地控制失配滤波特性,进而实现距离旁瓣抑制的最优化处理。依据干扰背景形式的不同,失配滤波器可被设计成最小化积分旁瓣级或峰值旁瓣级,而后以旁瓣级为优化目标,信噪比损失为约束,构造了二阶锥规划问题并给出了其求解方法。在目标回波信号多普勒已知或未知下,分别给出了一维或二维最优失配滤波器设计。仿真以离散相位编码信号、线性调频信号和伪随机信号为例,分析了相应的失配滤波器的距离旁瓣抑制性能,说明了所提方法对相关距离旁瓣抑制的有效性。
邓秀华,刘飞,梅新华[5]（2020）在《一种基于锚系垂直阵列的水下移动目标警戒方法》文中研究表明提出了一种基于锚系垂直阵列的对水下移动目标警戒的方法,论述了基于锚系垂直阵列时频瞬态特性探测和空间相关性探测的原理。利用海洋环境与目标噪声在时-频域与空间上的差异,对水下移动目标探测警戒,探测概率高且计算相对简便。垂直阵列悬挂于锚系潜标的系留缆或直接作为潜标的系留缆,布放机动灵活、适应水深范围广,可用于对水下移动目标的长周期、定点、大范围实时监测。
马林[6]（2020）在《基于声矢量传感器的水声目标探测技术及应用试验研究》文中研究说明水声探测系统和相关技术已经取得了长足的发展,但是目前仍面临着被探测目标辐射噪声以及目标强度逐渐降低等挑战。当关注的信号频段降低时,声呐系统要获得与高频声呐相同的空间分辨性能,需要更大的阵列孔径。由于受到各种条件的限制,某些小平台并不适宜装备大孔径阵列。此时,矢量传感器或小孔径矢量阵列可能是更好的选择。矢量传感器体积小、重量轻、布放方便,非常适合水下小型声呐平台的安装要求。在单矢量传感器或小孔径矢量阵声呐系统中,被动探测一般难以精确地给出所探测目标的位置信息。为了能够确定目标位置,需要使用主动声呐系统进行探测与定位。基于矢量传感器的分布式声呐系统能够有效扩展探测覆盖范围,提高装备系统性能,因此具有广阔的应用前景。本文围绕以单只矢量传感器为接收机的小型主被动声呐系统,提出几种用于提升主被动水下目标检测性能的技术。本文着重研究并解决以下几个问题:1.声压振速时反卷积联合处理的输出及在信号检测中的应用。研究了两种卷积联合处理方式和输出,第一种处理输出包含信号的自相关函数、噪声自相关函数和交叉项噪声,另一种处理输出包含信号自相关函数和交叉项噪声。卷积联合处理能够获得空间增益并抑制噪声,从而提高信号检测性能。首先提出利用卷积联合处理后信号与噪声输出的差异,通过后置自适应增强技术提高对低信噪比线谱信号的检测性能。此外另一种卷积联合处理还可用于改进宽带信号的检测方法。仿真和试验数据处理结果表明声压振速时反卷积联合处理后置自适应增强能够提高线谱检测的性能。2.基于卷积联合处理输出自适应抵消的线谱信号方位估计。针对单只矢量传感器声压振速联合处理中指向性的主极大较宽和方位估计精度低的缺点,提出一种基于卷积联合处理输出自适应对消的方位估计方法。根据卷积联合处理的输出特点,在目标方位上自适应抵消器仅对消掉输入信号的噪声,而在非目标方位上会对消掉输入信号中的线谱自相关函数与噪声。由此根据自适应对消器输出的残差空间分布曲线估计目标的方位。仿真结果表明在相同条件下与其他方法相比,所提方法的性能更加稳健、空间方位分辨率更高、多目标区分更准确。试验数据处理结果验证了所提方法工程应用的可行性和良好的适用性。3.声矢量传感器匹配滤波频域输出卷积联合处理及后置自适应增强。研究了矢量传感器各通道进行匹配滤波后频域输出的信号模型,在理论表达式上其与时域中线谱信号矢量传感器的测量模型相同。由此提出在频域中进行卷积联合处理应用于矢量传感器匹配滤波频域输出的后置处理,提高对波形已知的宽带信号的检测性能。在理论上给出了算法实现原理,仿真和试验数据处理结果表明所提算法具有良好的检测性能,能够提高工程应用中的信号检测能力。4.信号波形已知的宽带信号方位估计。根据矢量传感器基于复声强的直方图统计方位估计原理,信号波形已知的宽带信号在匹配滤波之后同样能够通过直方图统计估计目标方位。研究了匹配滤波频域输出直方图加权统计方位估计和时域输出直方图加权统计方位估计的异同,对比了均匀加权、能量求和加权、以及所改进的能量求积加权方式在不同应用条件下的优缺点。在匹配滤波频域输出信号模型的基础上,提出了频域中基于卷积联合处理输出自适应对消的宽带信号方位估计技术。仿真和试验数据处理结果对比表明在宽带信号的方位估计中,所提出的匹配滤波时域能量求积加权直方图统计法和频域中卷积联合处理输出自适应抵消的方位估计方法,不仅具有更低信噪比环境的适用性,还能够抵抗一定的瞬时强干扰的影响,有效地区分多目标。5.基于声矢量传感器的主动双基地系统应用试验研究。在构建基于矢量传感器的小型主动双基地探测系统理论模型和试验模型的基础上,结合试验研究了系统中的直达波抑制问题、直达波抑制条件下的回波输出与回波探测问题,推导了此系统中对目标距离的估计方法、影响因素和距离估计误差等。通过系统综合试验验证了此系统模型、目标检测与定位算法的有效性能,为矢量传感器在主动双基地中的应用提供了工程技术参考。本文所研究的基于矢量传感器的声压振速时反卷积联合处理输出及在信号检测中的应用、线谱信号方位估计、匹配滤波频域输出后置卷积联合处理、已知波形条件下的宽带信号源的方位估计和基于矢量传感器主动双基地探测系统的应用试验,为矢量传感器在小型声呐平台中的应用提供了新的技术方案,能够广泛应用于海洋监测、港口安全预警、近海防御等领域,具有一定的工程研究价值和潜在的应用前景。
时胜国,李赢,杨德森,朱中锐[7]（2019）在《中心对称声矢量圆阵的相干双声源方位估计方法》文中提出针对水下2个相干目标的远程探测问题,本文提出了一种基于前后向空间平均的声矢量圆阵方位估计方法。该方法根据中心对称声矢量圆阵的结构特性,将声矢量传感器顺序重新排列建立中心对称的阵列形式。利用声压振速联合处理构建声压与振速的互协方差矩阵,引入后向互协方差矩阵,从而通过平均前向和后向矩阵得到前后向平均的互协方差矩阵。采用最小方差无畸变响应波束形成器完成2个相干目标的方位估计。理论分析与仿真结果表明:与声压处理方法、声压振速独立处理方法以及相位模态域声压振速联合处理方法相比,本文所提方法具有较高的角分辨能力、方位估计精度以及较强的噪声抑制能力;相比相位模态域声压振速联合处理方法,该方法可适用的频带范围更宽。试验结果进一步验证了该方法具有较好的相干双目标方位估计能力。
陈勇[8]（2018）在《不确定海洋环境中凸优化稳健波束形成与方位估计研究》文中研究表明本文针对复杂不确定性海洋环境中被动声纳系统的稳健波束形成及方位估计进行了深入的研究,主要工作概括如下:1)提出了一种基于空间功率谱匹配的稳健自适应波束形成方法。它依据空间功率谱匹配构建凸优化问题,实现对期望信号协方差矩阵和干扰加噪声协方差矩阵的重构,并将重构矩阵应用于广义秩最小方差无失真响应方法,得到广义秩信源模型的稳健自适应波束形成算法。基于空间功率谱匹配的稳健自适应波束形成方法可以在使用较少的先验信息、较少的快拍个数及较低的信噪比情况下仍实现稳健的自适应波束形成。2)提出了一种基于子空间优化处理的稳健自适应波束形成算法。它利用子空间处理和凸优化技术实现对导向向量的精确估计以及干扰加噪声协方差矩阵的重构。仿真和实验数据均表明:基于子空间优化处理的稳健自适应波束形成算法在出现波达方向误差、随机波前扰动、阵元位置误差、相干局部散射以及非相干局部散射时具有很好的稳健性。3)提出了一种基于半正定松弛的稳健自适应波束形成算法。它将导向向量的估计表达为一个非凸的二次约束二次规划问题,通过半正定松弛解和随机化处理方法获得导向向量的近似最优解。基于半正定松弛的稳健自适应波束形成算法在各种不确定因素情况下均取得了相对最好的SINR结果。4)提出了一种基于导向向量匹配搜索的波达方向估计算法。它通过搜索匹配的导向向量,使得在观察区间内MVDR波束形成器的波束幅度响应的最小值达到最大。基于导向向量匹配搜索的波达方向估计算法不需要信号子空间或噪声子空间的信息,可在低信噪比、少快拍数、强干扰等情况下取得了显着高于传统波达方向估计算法的估计精度。5)提出了一种基于矩阵稀疏低秩分解的波达方向估计算法。利用信号协方差矩阵是低秩的但非稀疏的特性,以及噪声协方差矩阵是稀疏的但非低秩的特性,构建凸优化问题实现对样本协方差矩阵的稀疏低秩分解。基于矩阵稀疏低秩分解的波达方向估计算法取得了相对于传统波达方向估计方法更高的波达方向分辨能力。
韩星程[9]（2018）在《基于漂浮式随机阵列的水下目标定位技术研究》文中指出近年来,随着潜艇降噪技术的飞速发展,潜艇辐射的噪声级在以每年0.5—1dB的速度降低,从而使其被探测到的距离在以0.5—2km的速度逐年递减。目前国内外普遍采用拖曳式或吊放式声呐阵列来对其定位,而为了对降噪潜艇进行有效探测,需要不断延长阵列长度,导致搭载声呐阵列的舰艇、飞机等平台的机动性降低,巡检范围逐渐缩小,无法在宽广海域进行大范围搜寻。因此如何有效探测水下潜在的目标成为水声领域研究和关注的重点。针对上述问题,本文在分析研究国内外水下目标定位相关技术的基础上,提出了一种基于随机漂浮式阵列的水下目标定位技术。通过在广阔的水域中随机部署大量漂浮式无线节点,在实时获取各节点相对位置和目标信息的前提下,利用波束形成实现目标定位。论文主要工作与创新点如下:1.设计了基于随机漂浮式阵列定位系统的总体方案,介绍了系统的工作原理,初步研制了漂浮式节点测试样机,节点样机基本包含了测试所需的各个功能,具有构造简单、易于布设、扩展性强的特点。2.针对实际中由于监测水域面积大、节点数量多,节点间因远程通信中断所造成的随机阵列实时定位难的问题,提出了一种同构节点自适应分簇与混沌扩频通信相结合的阵列节点实时定位技术。首先通过FCM自适应分簇方法,将监测水域自动划分成若干个规模相当的小区域同构节点簇群;在各簇群内,提出一种混沌扩频阵列节点实时定位方法,各节点通过提取簇内混沌扩频信号的高精度时差信息,利用TDOA时差定位算法,对簇内节点高精度实时定位。3.在分析时-频域滤波的基础上,提出了一种空间-波数滤波技术对水声信号进行处理,该技术能有效克服水声通信中存在的多径干扰,从复杂的背景噪声中提取出目标信号,在提高水下通信稳定可靠性的同时,使通信误码率有效降低;并在此基础上,提出一种自适应空间-波数滤波技术,使水声通信误码率进一步降低。4.在完成随机阵列节点定位以及目标信号预处理的前提下,利用波束形成技术进行了目标声源定位仿真验证。在随机阵列下,通过获取各阵元与参考阵元的距离位置信息,将距离信息解算出各阵元节点与与参考阵元的接收信号相位差（35）?,将其他阵元的信号迭加到该参考阵元上,完成相移波束形成,进而实现目标定位,同时利用空间-波数滤波技术对目标信号进行预处理,能够在有效抗干扰的前提下提高目标探测能力。
徐雅倩,郭高峰,刘方正[10]（2017）在《拖线阵声纳探测技术研究现状及发展趋势》文中认为对水面/下目标探测的需求促进了拖线阵声纳探测技术的发展,拖线阵声纳探测技术的快速发展,使其成为现代水面/下目标探测、反潜战中不可或缺的技术。因此,由必要追踪了解拖线阵纳探测技术中水听器技术、成阵技术、信号处理技术的研究现状,并从流噪声抑制、信号处理技术、多平台协同探测方面预测拖线阵声纳探测技术的发展趋势。
二、一种水下远程目标探测的方法（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种水下远程目标探测的方法（论文提纲范文）
（1）基于双边带调制的脉冲压缩相干激光雷达技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 脉冲压缩相干激光雷达的国内外研究现状 |
| 1.2.1 模拟脉冲压缩相干激光雷达国内外研究现状 |
| 1.2.2 数字脉冲压缩相干激光雷达国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 第2章 脉冲压缩相干激光雷达 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 脉冲压缩测距原理 |
| 2.3 脉冲压缩数值仿真 |
| 2.4 基于单边带调制脉冲压缩相干激光雷达测距测速原理 |
| 2.4.1 相位差的影响及解决 |
| 2.4.2 测距测速原理 |
| 2.4.3 上扫频与三角波扫频的旁瓣 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 双边带脉冲压缩相干激光雷达对目标测距测速 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于双边带调制脉冲压缩相干激光雷达测距测速原理 |
| 3.2.1 电光调制器双边带调制原理 |
| 3.2.2 测距测速原理 |
| 3.3 基于双边带调制脉冲压缩相干激光雷达测距测速实验 |
| 3.3.1 系统介绍 |
| 3.3.2 信号采集与处理 |
| 3.3.3 系统灵敏度测试 |
| 3.4 目标运动速度对压缩增益的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 双边带脉冲压缩相干激光雷达相位分集改进 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 90°光桥接器的原理与相位分集 |
| 4.3 实验验证相位分集提高探测概率 |
| 4.3.1 系统介绍 |
| 4.3.2 信号采集 |
| 4.3.3 信号合并 |
| 4.3.4 测距精度和探测概率 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 双边带脉冲压缩相干激光雷达系统优化及远程测量 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统优化 |
| 5.2.1 出光模式 |
| 5.2.2 幅度分辨率 |
| 5.2.3 对信号加窗 |
| 5.3 远程测量实验 |
| 5.3.1 串扰被截断的影响 |
| 5.3.2 目标微振动的影响 |
| 5.3.3 大气湍流的影响 |
| 5.3.4 累加提高探测性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 双边带脉冲压缩相干激光雷达三维扫描成像 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三维成像体制 |
| 6.3 扫描三维成像实验 |
| 6.3.1 系统参数 |
| 6.3.2 扫描目标 |
| 6.3.3 扫描轨迹 |
| 6.3.4 数据处理 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 论文工作总结 |
| 7.1.1 主要完成工作 |
| 7.1.2 内容小结 |
| 7.2 论文创新性说明 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）基于光纤通信的水下视频传输系统及视频图像处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光纤通信及水下数据传输 |
| 1.2.2 目标检测与追踪 |
| 1.3 论文的主要内容及工作 |
| 1.4 论文章节结构 |
| 2 水下视频传输系统设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统总体设计 |
| 2.3 系统主要模块设计 |
| 2.3.1 视频捕获 |
| 2.3.2 数据处理部分 |
| 2.3.3 光纤数据传输部分 |
| 2.3.4 系统控制部分 |
| 2.3.5 视频采集存储部分 |
| 2.3.6 防水外壳 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 水下视频传输系统实现及分析测试 |
| 3.1 水下视频传输系统实现 |
| 3.2 系统软件设计与测试 |
| 3.2.1 视频图像仿真测试 |
| 3.2.2 系统控制软件设计 |
| 3.2.3 上位机和视频传输界面 |
| 3.3 系统硬件性能测试 |
| 3.3.1 防水外壳测试 |
| 3.3.2 光源控制测试 |
| 3.3.3 摄像头控制测试 |
| 3.3.4 视频传输测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 水下视频图像处理 |
| 4.1 获取视频源 |
| 4.2 提取目标鱼类 |
| 4.3 识别目标鱼类 |
| 4.4 跟踪目标鱼类 |
| 4.5 鱼类轨迹分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间研究成果及所获奖励 |
| 致谢 |
（4）运动小平台主动声呐目标回波信号检测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 立题背景和意义 |
| 1.2 主动声呐目标回波信号检测技术的研究历史与现状 |
| 1.2.1 声呐波形设计及优化 |
| 1.2.2 复合高斯混响下的空时信号检测 |
| 1.2.3 混响干扰下增强目标回波的空时滤波 |
| 1.2.4 抑制相关距离旁瓣的失配滤波技术 |
| 1.2.5 各章主题间的关系 |
| 1.3 论文的研究内容 |
| 第2章 小平台主动声呐波形峰均功率比优化技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 常用声呐信号混响抑制能力分析 |
| 2.2.1 信号的模糊度函数 |
| 2.2.2 几种声呐信号模糊度分析 |
| 2.3 基于交替投影法优化波形峰均功率比的频谱成形 |
| 2.3.1 交替投影的误差缩减算法 |
| 2.3.2 误差缩减算法的频谱成形 |
| 2.3.3 算法约束集合及投影算子的选取 |
| 2.4 波形峰均功率比控制的仿真分析 |
| 2.4.1 几何梳状谱信号 |
| 2.4.2 期望功率谱的伪随机信号 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 运动平台复合高斯混响下的多通道空时自适应信号检测 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 空时检测问题描述及常用方法 |
| 3.2.1 基于协方差估计的空时自适应检测方法 |
| 3.2.2 多通道参量型空时自适应检测方法 |
| 3.3 复合高斯混响下低训练需求的多通道参量型检测器 |
| 3.3.1 问题模型假设 |
| 3.3.2 检测器未知参数估计 |
| 3.3.3 多通道参量型检测器CG-PGLRT |
| 3.4 检测器理论性能分析 |
| 3.4.1 高斯模型下的性能 |
| 3.4.2 复合高斯模型下的性能 |
| 3.5 仿真实验 |
| 3.5.1 参数估计性能 |
| 3.5.2 检测性能 |
| 3.5.3 仿真混响下的性能 |
| 3.6 外场试验处理 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 运动平台混响背景下基于低秩稀疏分解增强目标回波的空时滤波 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 分解问题的低秩稀疏表示 |
| 4.2.1 矩阵式离线表示 |
| 4.2.2 向量式在线表示 |
| 4.3 实现低秩稀疏分解的算法 |
| 4.3.1 离线分解算法 |
| 4.3.2 在线分解算法 |
| 4.4 仿真分析 |
| 4.4.1 混响背景的仿真建模和低秩性分析 |
| 4.4.2 低秩稀疏分解增强目标回波的空时滤波 |
| 4.5 外场试验处理 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 噪声背景下低相关距离旁瓣的失配滤波技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 常规相关距离旁瓣抑制方法 |
| 5.2.1 时域幅度加权法 |
| 5.2.2 基于驻定相位原理的非线性调频信号 |
| 5.3 失配滤波的互相关特性 |
| 5.4 失配滤波器的一维最优化设计 |
| 5.4.1 加权积分旁瓣最小化 |
| 5.4.2 加权峰值旁瓣最小化 |
| 5.5 失配滤波器的二维最优化设计 |
| 5.5.1 加权积分旁瓣最小化 |
| 5.5.2 加权峰值旁瓣最小化 |
| 5.6 具有色噪声抑制能力的失配滤波器 |
| 5.7 失配滤波性能的仿真分析 |
| 5.7.1 离散相位编码信号 |
| 5.7.2 线性调频信号 |
| 5.7.3 伪随机信号 |
| 5.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 附录A 投影算子推导 |
| 附录B QR更新算法 |
| 附录C 加权ISL最小化的KKT条件法 |
（5）一种基于锚系垂直阵列的水下移动目标警戒方法（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 水声阵列设计 |
| 1.1 工作水深的选择 |
| 1.2 频段选择 |
| 1.3 阵列设计 |
| 2 水下移动目标警戒信号处理 |
| 2.1 总体信号流程 |
| 2.2 低频段时频瞬态特性探测 |
| 2.3 空间相关性探测 |
| 3 结束语 |
（6）基于声矢量传感器的水声目标探测技术及应用试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 立题背景和意义 |
| 1.2 国内外相关技术研究概述 |
| 1.2.1 水声目标的被动检测技术 |
| 1.2.2 目标方位估计技术 |
| 1.2.3 匹配滤波的改进及相关技术 |
| 1.2.4 主动双基地系统中的目标定位 |
| 1.3 声矢量传感器及其在小型平台中的应用 |
| 1.4 论文研究内容与结构 |
| 第2章 声压振速时反卷积联合处理与检测应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 声矢量传感器基础 |
| 2.2.1 声矢量传感器信号测量模型 |
| 2.2.2 声压振速联合处理 |
| 2.3 声压振速时反卷积联合处理及输出 |
| 2.3.1 声压振速时反卷积联合处理 |
| 2.3.2 信号与噪声的输出 |
| 2.4 基于卷积联合处理输出的线谱检测与性能提升 |
| 2.4.1 线谱信号声压振速时反卷积联合处理的输出 |
| 2.4.2 卷积联合处理后置自适应线谱增强 |
| 2.4.3 性能分析和仿真 |
| 2.4.4 试验数据处理 |
| 2.5 基于卷积联合处理输出的宽带信号被动检测 |
| 2.5.1 声压振速联合互谱检测 |
| 2.5.2 宽带信号声压振速时反卷积联合处理的输出 |
| 2.5.3 性能分析与仿真 |
| 2.5.4 试验数据处理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于卷积联合处理输出自适应对消的方位估计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 方位估计基础 |
| 3.2.1 卷积联合处理输出通道间对消 |
| 3.2.2 方向图的权值优化 |
| 3.3 基于自适应抵消的线谱目标方位估计技术 |
| 3.3.1 理论基础 |
| 3.3.2 技术流程 |
| 3.4 性能分析与仿真 |
| 3.4.1 单只声矢量传感器的CBF,MVDR,MUSIC和Eigen-MVDR |
| 3.4.2 方位估计对比 |
| 3.4.3 方位谱分辨率与信噪比的关系 |
| 3.4.4 方位估计误差 |
| 3.4.5 双目标源的区分 |
| 3.4.6 宽带目标源的适用性 |
| 3.5 试验数据处理 |
| 3.5.1 定点目标方位估计 |
| 3.5.2 目标方位轨迹估计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 声矢量传感器中匹配滤波频域输出的后置处理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 匹配滤波及性能的影响分析 |
| 4.2.1 匹配滤波原理及检测应用 |
| 4.2.2 匹配滤波增益相干损失 |
| 4.2.3 性能影响因素分析 |
| 4.3 声矢量传感器匹配滤波频域输出的后置处理技术 |
| 4.3.1 技术原理 |
| 4.3.2 常用的自适应算法 |
| 4.3.3 性能分析与仿真 |
| 4.4 试验数据处理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 声矢量传感器中匹配滤波后的宽带源方位估计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 匹配滤波后直方图统计目标方位估计 |
| 5.2.1 复声强直方图统计目标方位估计 |
| 5.2.2 匹配滤波频域输出加权直方图统计方位估计 |
| 5.2.3 匹配滤波时域输出加权直方图统计方位估计 |
| 5.3 基于卷积联合处理后置自适应对消的目标方位估计 |
| 5.4 性能分析与仿真 |
| 5.4.1 方位估计对比 |
| 5.4.2 方位估计误差 |
| 5.4.3 多目标方位估计性能 |
| 5.4.4 强干扰条件下方位估计性能 |
| 5.5 试验数据处理 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 基于声矢量传感器的主动双基地系统的应用试验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 试验系统及配置 |
| 6.2.1 试验系统构成与仪器配置 |
| 6.2.2 系统几何模型与场地布局 |
| 6.2.3 整体系统算法结构 |
| 6.3 声矢量传感器的直达波抑制 |
| 6.3.1 声压振速通道加权及输出 |
| 6.3.2 方向图畸变的影响 |
| 6.3.3 引导方位失配 |
| 6.3.4 试验数据处理 |
| 6.4 直达波抑制条件下的回波检测 |
| 6.4.1 直达波抑制条件下的回波信号模型 |
| 6.4.2 检测性能与回波空间方位的关系 |
| 6.4.3 试验数据处理 |
| 6.5 目标距离估计与定位 |
| 6.5.1 距离估计方法 |
| 6.5.2 距离估计误差分析 |
| 6.5.3 试验结果与分析 |
| 6.6 其他问题的讨论 |
| 6.6.1 混响与匹配滤波输出的信混比 |
| 6.6.2 多基地声呐配置 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）中心对称声矢量圆阵的相干双声源方位估计方法（论文提纲范文）
| 1 声矢量圆阵接收信号模型 |
| 2 阵元域前后向空间平均理论 |
| 2.1 中心对称基阵 |
| 2.2 基于前后向空间平均MVDR方法 (FB-MVDR) |
| 2.3 观测方向的选取方法 |
| 3 仿真分析 |
| 3.1 声压、声压振速独立和声压振速联合处理对比 |
| 3.2 阵元域与相位模态域处理方法的空间谱对比 |
| 3.3 统计性能 |
| 4 实验验证 |
| 4.1 声压、声压振速独立和声压振速联合处理对比 |
| 4.2 阵元域与相位模态域处理方法的空间谱对比 |
| 5 结论 |
（8）不确定海洋环境中凸优化稳健波束形成与方位估计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号使用说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.3 本文主要研究内容及结构安排 |
| 第二章 波束形成与波达方向估计理论基础 |
| 2.1 水下阵列信号模型 |
| 2.2 波束形成理论 |
| 2.3 波达方向估计理论 |
| 第三章 基于空间功率谱匹配的稳健自适应波束形成 |
| 3.1 基于空间功率谱匹配的稳健自适应波束形成算法 |
| 3.1.1 干扰加噪声协方差矩阵重构 |
| 3.1.2 期望信号协方差矩阵重构 |
| 3.1.3 MASS-RAB算法的权值向量 |
| 3.2 仿真和实验结果 |
| 3.2.1 计算机仿真分析 |
| 3.2.2 实验数据分析与验证 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于子空间优化处理的稳健自适应波束形成 |
| 4.1 基于子空间优化处理的稳健自适应波束形成 |
| 4.1.1 导向向量估计 |
| 4.1.2 协方差矩阵重构 |
| 4.1.3 权值向量计算 |
| 4.2 仿真和实验结果 |
| 4.2.1 计算机仿真分析 |
| 4.2.2 实验数据分析与验证 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于半正定松弛的稳健自适应波束形成 |
| 5.1 半正定松弛原理 |
| 5.2 基于半正定松弛的稳健自适应波束形成算法 |
| 5.2.1 优化问题的构建 |
| 5.2.2 优化问题的半正定松弛处理 |
| 5.2.3 权值向量计算 |
| 5.3 仿真和实验结果 |
| 5.3.1 计算机仿真分析 |
| 5.3.2 实验数据分析与验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 基于导向向量匹配搜索的波达方向估计 |
| 6.1 MVDR波束形成器的信号自消 |
| 6.2 基于导向向量匹配搜索的波达方向估计 |
| 6.2.1 MSS波达方向估计算法 |
| 6.2.2 MSS算法与Capon算法之间的联系 |
| 6.2.3 MSS算法的性能分析 |
| 6.2.4 MSS算法的具体实现 |
| 6.3 仿真和实验结果 |
| 6.3.1 计算机仿真分析 |
| 6.3.2 实验数据分析与验证 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 基于矩阵稀疏低秩分解的波达方向估计 |
| 7.1 基于矩阵稀疏与低秩分解的波达方向估计 |
| 7.1.1 矩阵的稀疏与低秩分解 |
| 7.1.2 凸优化问题的构造与求解 |
| 7.1.3 波达方向估计 |
| 7.2 仿真和实验结果 |
| 7.2.1 计算机仿真分析 |
| 7.2.2 实验数据分析与验证 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（9）基于漂浮式随机阵列的水下目标定位技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 水下目标定位研究现状 |
| 1.2.2 水下传感器节点分簇技术研究现状 |
| 1.2.3 水下传感器节点定位技术研究现状 |
| 1.2.4 水声信号处理技术研究现状 |
| 1.3 论文研究内容及章节安排 |
| 2.基于漂浮式随机阵列的水下目标定位系统设计 |
| 2.1 定位系统构建意义 |
| 2.2 定位系统总体 |
| 2.2.1 系统概述 |
| 2.2.2 系统工作原理 |
| 2.2.3 测试节点设计 |
| 2.3 本章小结 |
| 3.基于自适应分簇的阵列节点定位技术研究 |
| 3.1 随机阵列定位方法 |
| 3.2 自适应分簇技术研究 |
| 3.2.1 簇群的建立 |
| 3.2.2 簇首选举策略 |
| 3.2.3 簇群通信 |
| 3.2.4 仿真分析 |
| 3.3 簇内节点自定位技术研究 |
| 3.3.1 节点定位相关原理 |
| 3.3.2 定位信号选择 |
| 3.3.3 水声混沌信号设计 |
| 3.3.4 定位误差分析 |
| 3.4 实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4.基于空间-波数滤波的水声信号处理技术研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 空间-波数滤波器基本原理 |
| 4.2.1 信号波数 |
| 4.2.2 信号空间采样 |
| 4.2.3 空间-波数滤波器相关原理 |
| 4.2.4 空间-波数滤波算法仿真 |
| 4.3 自适应空间-波数滤波算法 |
| 4.4 实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5.基于随机阵列的波束形成技术研究 |
| 5.1 相移波束形成基本原理 |
| 5.2 随机阵列波速形成研究 |
| 5.3 目标定位仿真 |
| 5.4 定位误差分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6.总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.1.1 水下漂浮式节点样机设计 |
| 6.1.2 自适应网络分簇技术 |
| 6.1.3 混沌扩频簇内节点定位技术 |
| 6.1.4 空间-波数滤波水声信号预处理技术 |
| 6.1.5 随机阵列波束形成技术 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（10）拖线阵声纳探测技术研究现状及发展趋势（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 拖线阵声纳简介 |
| 2 拖线阵声纳探测原理 |
| 3 拖线阵声纳探测技术研究现状 |
| 3.1 水听器技术 |
| 3.2 线列阵组阵技术 |
| 3.3 信号处理技术 |
| 3.3.1 宽带能量检技术 |
| 3.3.2 窄带滤波 (FFT分析) 技术 |
| 4 拖线阵声纳探测技术发展趋势 |
| 4.1 进一步抑制流噪声对线列阵影响 |
| 4.2 采用先进的信号处理技术 |
| 4.3 多平台协同探测 |
四、一种水下远程目标探测的方法（论文参考文献）
- [1]基于双边带调制的脉冲压缩相干激光雷达技术研究[D]. 杨静. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2021(08)
- [2]水下小孔径阵列远程目标检测方法研究[J]. 蒋西海,王晓林,严琪. 声学技术, 2021(01)
- [3]基于光纤通信的水下视频传输系统及视频图像处理技术研究[D]. 李宇航. 海南大学, 2020(07)
- [4]运动小平台主动声呐目标回波信号检测技术研究[D]. 贺玉梁. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [5]一种基于锚系垂直阵列的水下移动目标警戒方法[J]. 邓秀华,刘飞,梅新华. 数字海洋与水下攻防, 2020(01)
- [6]基于声矢量传感器的水声目标探测技术及应用试验研究[D]. 马林. 哈尔滨工程大学, 2020(04)
- [7]中心对称声矢量圆阵的相干双声源方位估计方法[J]. 时胜国,李赢,杨德森,朱中锐. 哈尔滨工程大学学报, 2019(07)
- [8]不确定海洋环境中凸优化稳健波束形成与方位估计研究[D]. 陈勇. 国防科技大学, 2018
- [9]基于漂浮式随机阵列的水下目标定位技术研究[D]. 韩星程. 中北大学, 2018(08)
- [10]拖线阵声纳探测技术研究现状及发展趋势[J]. 徐雅倩,郭高峰,刘方正. 价值工程, 2017(09)