1.一种基于酉变换的求根稀疏渐近最小方差离格方位估计方法,其特征在于:方向估计方法包括如下步骤:步骤一、阵元数为M,采样长度为T的水听器阵列第m个阵元的接收实数据表示为其中m=1,2,…,M表示水听器阵元序号,对ym进行希尔伯特变换,将阵元接收数据转换为复数据步骤二、将M个水听器阵元的复数据排列成矩阵形式 根据算式Yc=*
JMYJT对接收数据矩阵进行变换,其中 和 为反单位矩阵,“*”表示对矩阵元素求共轭,构造增广矩阵Yaug=[Y Yc];构造样本协方差矩阵其中上标“H”表示对矩阵进行共轭转置运算;
步骤三、将空间区域[‑90°,90°]均匀划分成N份,得到角度网格 设置离网格过完备稀疏字典集为Φ(β)=A+Bdiag(β),β=[β1,…,βN]表示网格误差矢量,阵列流形矩阵 和 其中为阵列的方向矢量,具体可写为是
的一阶导数,上述式子中,d表示水听器阵元间距,λ表示入射信号的波长;
步骤四、利用公式Yr=UMYaugU2T对步骤二中求出的增广矩阵进行酉变换,将阵列信号从复数域变换到实数域,其中 和 为酉矩阵,UM满足:当M为偶数时,M为奇数时, 其中In单位矩阵,Jn为反单位矩阵,酉矩阵U2T满足同样的规律;
步骤五、对步骤三中的 和 分别进行酉变换处理,得到 和步骤六、初始化参数, 其中 为矩阵 的第n列,(0)
β =0, i=0以及
为设置的粗网格,设定迭代终止条件的值τ和Itermax;
步骤七、迭代,i为当前更新次数:a)根据 和
(i+1) (i) (i)计算出p ,更新原来的p 和σ ,其中 为矩阵(i)
Φ 的第n列,Tr[·]表示求矩阵的迹;
(i)
b)更新离格误差向量β ,令n=1,2,…,N,按如下过程求解各个离格误差βn,利用求根函数对 求解,式中其中 为矩阵 的第n列, 为矩阵的第n列, 表示对矩阵元素求实部, 表示除去第n个网格信号的协方差矩阵,可表示为 求解结果有三个根,首先拒绝复根,然后,选取绝对值最小的实数根,根据以下规则确定求出所有网格的离格误差可以得到c)令 和
d)判断是否满足迭代的终止条件,若满足 或者达到最大迭代次数即i(i+1)
≥Itermax,停止迭代,输出 和p ;否则,重新回到步骤a)继续进行下一次迭代;
(i+1)
步骤八、根据 和p 画出空间谱,找出空间谱极值对应的角度值 即为目标的入射角度的估计值。