1.一种基于协方差扩展PM算法的波达方向估计方法,其特征在于:波达方向估计方法包括如下步骤:
步骤一、长度为N的水听器阵列的接收实数据向量 其中m=1,2,…,M表示水听器阵元序号,对xm进行希尔伯特变换,将阵列接收数据转换为复数据步骤二、将水听器阵列接收复数据排列成矩阵形式 根据水听器阵列接收复数据矩阵X计算阵列接收数据的协方差矩阵步骤三、对水听器阵列数据协方差矩阵进行预处理,原理是将主对角线以及与主对角线平行的各斜列数据求平均值: 其中n=0,1,…,M‑1,令然后构造新的协方差矩阵
步骤四、对协方差RTp进行特征值分解,根据目标个数K确定信号特征值分别为λ1,…,λK,以及信号特征值对应的特征向量u1,…,uK,由信号特征值构成对角阵由其特征向量构造信号子空间数据矩阵US,取US的前M‑1行得到US1,取US后M‑1行和US2;
步骤五、根据矩阵US、US1和US2分别计算出协方差其中“+”表示求解矩阵
的广义逆矩阵,利用矩阵R1,R2,R3和RTp构造一个数据协方差矩阵R;
步骤六、对协方差矩阵R进行分块,前K列为G,剩余部分为H,则协方差矩阵可以表示为R=[G H];
H ‑1 H H
步骤七、利用矩阵G、H求解矩阵P=(GG) GH,然后利用矩阵P构造矩阵Q=[P ,‑I2M‑K];
步骤八、根据水听器阵列结构,计算水听器阵列流型向量 然后计算 其中 表示克罗内克积运算符;
步骤九、计算目标空间谱估计值
步骤十、对空间谱进行谱峰搜索,空间谱极值对应的角度即为目标的入射角的估计值。