1.一种稳健的稀疏贝叶斯二维波达方位估计方法,其特征在于:二维波达方向估计方法包括如下步骤:步骤一、采用阵元数为2M‑1的均匀L型阵,其y轴和z轴上的子阵列均为含有M个阵元的均匀线阵,采样长度为T;两个子阵列的第m个阵元在t时刻的接收数据分别表示为ym(t)和zm(t),其中t=1,2,,T,m=1,2,,M;
步骤二、分别将y轴和z轴上M个阵元的子阵接收数据排列成向量形式y(t)=[y1(t),,yM(t)],z(t)=[z1(t),,zM(t)],根据公式 构造样本协方差矩阵,然后取其互相关矩阵的对角线元素得到r=diag(Rzy),其中上标“H”表示对矩阵进行共轭转置运算,diag(·)表示取对角线元素;
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表示阵元间距,λ表示入射信号的波长;
(0) (0) (0) (0)
步骤四、初始化参数,b=d=f=0.01,a=c=e=b+1,δ =1,αs =0,αγ =0,α0 =(0) (0) (0) (0) (0)mean(var(r)),γ =1,β =0,Φ (β)=A =A,B =B,i=0以及 为设置的粗网格,设定迭代终止条件的值τ和Itermax;
步骤五、根据稀疏贝叶斯推论,分别得到稀疏信号向量δ的均值μt和协方差矩阵Σs以及H其他参数向量的更新公式: Σs=[α0Ω (β,γ)Ω(β,γ)+diag‑1
(αs)] ,其中
表示αs的第n个值,其
中 Σs ,n ,n 表 示 Σ s的 第 n行 n 列 个 元 素 ,μn ,t表 示μt 的 第 n 个 值 ;
‑1
γ=H d,
其中 IM表示M×M维单位矩阵;αγ的第m‑1
个值的更新式为 β=P v,其中式中 表示
取实部;
步骤六、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≥Itermax,停止迭代,通过 和αs进行谱峰搜索得到辅助角η的估计值;否则,重新回到步骤五继续进行循环迭代;
步骤七、将y轴和z轴上的接收数据重新组合表示为 重新表示稀疏字典集其中
表示求 解得到的 辅助角ηk的 估计值 ,(0) (0) (0) (0)
步骤八、初始化参数,b=d=f=0.01,a=c=e=b+1,S =1,αs =0,αγ =0,α0 =(0) (0)mean(var(r)),γ =1,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;
步骤九、根据稀疏贝叶斯推论,分别得到稀疏信号向量S的均值 和协方差矩阵 以及其他参数向量的更新公式:其中
表示αs的第n个值,其中
表示 的第n行n列个元素, 表示 的第n个值;
其中 I2M表示2M×2M维单位矩阵;αγ‑1
的第m个值的更新式为 β=P v,其中步骤十、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≥Itermax,停止迭代,将估计得到的αs分为K块,通过对每个块进行谱峰搜索得到每个辅助角对应的俯仰角θ的估计值 否则,重新回到步骤八继续进行循环迭代;
步骤十一、根据三角之间的关系式 求得每一个俯仰角对应方位角的估计值,实现自动匹配。