Nghiên cứu xử lý tín hiệu sonar thụ động để nâng cao chất lượng phát hiện mục

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ TRT TRẦN PHÚ NINH HẮNG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ TÍN HIỆU SONAR THỤ ĐỘNG ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG PHÁT HIỆN MỤC TIÊU NGẦM TRONG ĐIỀU KIỆN THỦY VĂN PHỨC TẠP Tóm tắt luận án tiến sĩ kỹ thuật HÀ NỘI – 2018 Công trình hồn thành tại: Học viện Kỹ thuật Qn Người hướng dẫn khoa học: PGS,TS Trịnh Đăng Khánh TS Ngô Văn Huấn GS TS Đinh Thế Cường Phản biện 1: PGS, TS Bạch Nhật Hồng Phản biện 2: PGS,TS Vũ Văn Yêm Phản biện 3: TS Bùi Trường Giang Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án Tiến sĩ cấp Học viện họp Học viện Kỹ thuật Quân vào hồi 00 ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Học viện Kỹ thuật Quân Thư viện quốc gia MỞ ĐẦU Phát định vị mục tiêu ngầm nhằm cảnh báo, chống xâm lấn biển nhiệm vụ cấp bách tình hình Việc xây dựng trạm Sonar thụ động để đạt hiệu cao, cần phải có phương pháp xử lý tín hiệu đại, thuật tốn xử lý phức tạp Trong đó, phương pháp trường phối hợp (Matched Field Processing – MFP) phương pháp xử lý tín hiệu chủ yếu xu hướng phát triển xử lý tín hiệu Sonar thụ động giai đoạn Để nâng cao hiệu thuật tốn, thuật tốn thích nghi phát triển thuật tốn đáp ứng khơng méo phương sai nhỏ (Minimum Variance Distortionless Response - MVDR) Mặc dù thuật tốn MVDR nhạy với mơi trường, tính phải giải ma trận đảo Khi ma trận đảo khơng đủ hạng việc ước lượng ma trận đảo gặp khó khăn Thuật tốn tải đường chéo (Diagonal Loading - DL) khắc phục nhược điểm tính ma trận đảo thuật toán MVDR Do vậy, đ tài Luận án tiếp cận theo hướng tiếp tục khảo sát ứng dụng các thuật toán trường phối hợp thích nghi áp dụng cho sonar thụ động sử dụng mạng hydrophone Trong thuật tốn MFP thích nghi, thuật tốn DL thuật tốn có nhi u ưu điểm, mặt làm tăng độ phân giải hàm b mặt, đồng thời có khả giải ma trận đảo thuật toán MVDR trường phối hợp Do vậy, Luận án tập trung vào nghiên cứu ứng dụng phát triển thuật toán DL việc phát hiện, định vị mục tiêu vùng biển nông Việt Nam Khảo sát đánh giá nhân tố ảnh hưởng đến thuật toán DL vùng biển nước nơng Việt Nam Trên sở đ xuất u chỉnh véc tơ trọng số thuật toán DL nhằm nâng cao độ phân giải hàm b mặt thuật tốn Mục đích luận án giải vấn đề sau: - Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng chất lượng thuật tốn xử lý trường phối hợp thích nghi DL việc phát mục tiêu ngầm - Nghiên cứu xây dựng thuật tốn xử lý tín hiệu Sonar thụ động có khả nâng cao chất lượng phát định vị mục tiêu ngầm u kiện thủy văn phức tạp Việt Nam sở tổng hợp, phát triển thuật tốn có N i dung luận án - Tổng quan nước v phát hiện, định vị mục tiêu ngầm phương pháp xử lý trường phối hợp MFP, xu hướng phát triển thuật toán thuật toán MFP thích nghi việc nâng chất lượng phát mục tiêu ngầm - Nghiên cứu tổng hợp phân tích đánh giá tham số thủy âm vùng nước nơng điển hình; nghiên cứu phương pháp mơ hình hóa việc lan truy n sóng âm vùng biển nông - Khảo sát đánh giá yếu tố gây lên phối hợp thực thuật tốn trường phối hợp thích nghi DL để phát hiện, định vị mục tiêu vùng biển nông Việt Nam; - ây dựng mơ hình Sonar thụ động cấu hình mạng hydrophone thẳng đứng sở đ xuất toán tải đường chéo tiến IDL (Improved Dialog Loading) nhằm nâng cao độ phân giải hàm b mặt, khả phát hiện, định vị mục tiêu ngầm Bố cục luận án: Luận án gồm chương: Chư ng Tổng quan phư ng pháp l trường phối h p thích nghi MFP Trong Chương khái quát v thuật toán trường phối hợp MFP trường phối hợp thích nghi MFP xu hướng phát triển thuật tốn trường phối hợp thích nghi Chư ng Nghi n cứu yếu tố gây phối h p thuật toán DL ảnh hưởng t i phát v đ nh v mục ti u ngầm sonar thụ đ ng Trong Chương 2, Luận án nghiên cứu ảnh hưởng nhân tố đến chất lượng thực thuật toán trường phối hợp thích nghi DL việc phát định vị mục tiêu ngầm như: tham số v môi trường, số lượng hydrophone tác động nhiễu vùng biển nước nơng điển hình Việt Nam Chư ng Xây dựng thuật tốn thích nghi IDL để giải vấn đề phối h p m i trường nhằm nâng cao khả n ng phát đ nh v mục ti u ngầm Trong chương đ xuất thuật toán tải đường chéo tiến IDL (Improved Dialog Loading) nhằm cải thiện độ phân giải t số đỉnh n n (Peak Backgroud Rate - PBR) hàm b mặt toán phát định vị mục tiêu cho Sonar thụ động sử dụng phương pháp trường phối hợp thích nghi Thuật tốn khảo sát, đánh giá so sánh với thuật tốn trước vùng nước nơng điển hìn Việt Nam CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ THUẬT TỐN XỬ LÝ TRƯỜNG PHỐI HỢP THÍCH NGHI MFP 1.1 Gi i thiệu chung Để giải tốn phát hiện, định vị mục tiêu mơi trường phức tạp, khơng đồng nhất, có đường bao sóng âm truy n có tượng đa đường (như vùng nước nông), phương pháp trường phối hợp MFP áp dụng phát triển mà cấu trúc trường phức tạp, đa đường tính đến mơ hình truy n Phương pháp dựa sở so sánh véc tơ liệu thu mạng hydrophone véc tơ trường thay tính tốn mơ hình âm, mơ hình ống dẫn sóng đại dương Sự tương quan tốt véc tơ liệu đo với véc tơ trường thay cho ước lượng vị trí nguồn Sơ đồ phương pháp trường phối hợp thể Hình 1.1 Véc t liệu Véc t trường thay th H 1.1 Sơ đồ khối p ươ g p áp xử íc g i đá g p ối hợp giá vị í nguồ âm Trong xu hướng phát triển sonar đại, việc ứng dụng thuật tốn MFP thích nghi để nâng cao độ phân giải, tăng cường búp làm giảm ảnh hưởng búp phụ hàm b mặt cần thiết Có nhi u phương pháp khác để giải vấn đ phối hợp cải thiện thuật toán MVDR liên quan đến việc tính tốn, ước lượng ma trận đảo ma trận phổ chéo Tuy nhiên nghiên cứu gần tập trung vào phương pháp sau: Phương pháp giảm hạng (Rank Reduction - RR) [32], [33], [35], phương pháp tải đường chéo (Dialog Loading DL) [15], [17], [18], [32] phương pháp tối ưu lồi (Convex Optimization - CO) [54], [57] Các xu hướng phát triển thuật tốn MFP, MVDR thể Hình 1.2 H 1.2 Sự p iể uậ oá MFP Trong thuật toán trên, phương pháp tải đường chéo DL có nhi u ưu điểm khắc phục nhược điểm độ phân giải chưa cao thuật toán MFP, nhạy với phối hợp thuật toán MVDR Bên cạnh đó, thuật tốn MFP, MVDR trường hợp riêng thuật toán DL [24] Do phương pháp phương pháp mà NCS lựa chọn để khảo sát, đánh giá phát triển M t số thuật toán l trường phối h p điển hình Trường liệu đo v trường thay Trường liệu đo Nếu tín hiệu đầu vào mạng sensor gồm N phần tử là: x1  t  ,x2  t  , ,xN t  tín hiệu sau biến đổi Fourier X1   ,X1   , ,X N   Mạng Sensor Biến đổi Fourier Biến đổi Fourier H Biế đổi FFT í iệu vào Đoạn liệu l , độ dài đoạn liệu T Hình 1.3 Khi ma trận phổ chéo cho mạng N phần tử ma trận vuông N  N với tần số  [32]:  X1   X1     X   X1   R  X  X   N  1  X1   X 2   X   X 2   X N   X 2    X1   X N     X   X N       X N   X N   (1.1) Trường thay Trong luận án, Việc tính tốn áp dụng thuật toán với mục tiêu dải tần thấp vùng nước nông nên NCS lựa chọn phương pháp Mode chuẩn để giải phương trình sóng tính tốn mơ hình âm Việc tính tốn hàm trường thay qua hàm Green sau [30]:   i i eikm r G (r , z )  e   m ( zs ) m ( z )  ( zs ) 8 r km m 1 (1.2) Ở r khoảng cách, z độ sâu,  mật độ, zs độ sâu nguồn,  m biên độ mode, km trị riêng Việc tính giải  m tính toán chi tiết [20], [30] 1.2.1 M t số thuật tốn MFP điển hình Thuật toán MFP th ng thường Năng lượng xử lý MFP [24]: B  w H Rw (1.3) Với thuật tốn MFP thơng thường Véc tơ trọng số tính sau: wν G  r,z  G  r,z  (1.4) Trong w véc tơ trọng số, ν mơ hình âm, G  r,z  hàm theo khoảng cách r độ sâu z Khi lượng đầu [24]: B  ν H Rν (1.5) 1.2.2.2 Thuật toán MVDR Hàm lượng đầu xử lý MVDR [24]: B  w H Rw MVDR MVDR (1.6) Khi véc tơ trọng số với thuật thoán đáp ứng méo nhỏ [24]: w MVDR R 1ν  H 1 ν R ν (1.7) Trong đó: R ma trận phổ chéo, ν mơ hình âm 1.2.2.3 Thuật tốn tải đường chéo DL Véc tơ trọng số biểu diễn qua tham số DL, , sau [35]: R  I ν  ν R  I ν 1 w DL H 1 (1.8) Khi lượng đầu xử lý DL tính sau: H BDL  w DL Rw DL (1.9) Mơ hình tốn học thuật toán MFP, MVDR, DL thể Hình 1.4 H Lưu đồ ố ọc mơ ả p ươ g p áp MFP 1.3 Kết luận chư ng Trong chương khái quát v thuật tốn trường phối hợp trường phối hợp thích nghi xu hướng phát triển thuật toán Trên sở ưu điểm thuật toán DL so với thuật toán MFP, MVDR Trong phần NCS lựa chọn thuật toán DL để xây dựng phát triển toán phát định vị mục tiêu ngầm dùng mạng hydrophone vùng biển nước nông Việt Nam 11 2.1.3.2 Đáy biển Đáy biển ranh giới phản xạ tán xạ hấp thụ sóng âm, hiệu ứng phức tạp tính chất đa dạng thành phần cấu tạo nhi u lớp phụ thuộc vào tham số vận tốc âm lớp đáy, hệ số mật độ, hệ số hấp thụ M hình tốn học m tả ảnh hưởng tham số m i trường đến trình truyền sóng âm Việc truy n sóng âm hai điểm vùng nước nơng tính tốn đáp đáp ứng xung ống dẫn sóng đại dương, với phương pháp Mode chuẩn, hàm Green Tính hàm Green sở giải phương trình sóng lĩnh vực tần số biết công thức:   i i eikm r G (r , z )  e   m ( zs ) m ( z )  ( zs ) 8 r km m 1 m giá trị mode mode chuẩn Việc giải  m liên (2.2) quan đến vấn đ trị riêng phụ thuộc vào tính tham số vùng biển nơng 2.1 M hình th nghiệm v m hình thuật tốn .M hình th nghiệm 2000 m 6m Mạng hydrophone 59m Nguồn phát 104m H 2 Mơ g iệm 12 Mơ hình thử nghiệm dùng mạng hydrophone thiết lập vùng biển nông để phát định vị nguồn âm Cấu hình vật lý mạng thể Hình 2.2 Mạng hydrophone mạng thẳng đứng gồm 50 phần tử độ sâu 6m đến 104m, giãn cách phần từ 2m Nguồn phát khoảng cách 2000m độ sâu 59m 2.2.2 M hình m i trường vùng nư c n ng Mơ hình mơi trường để khảo sát thuật tốn mơ hình lớp, với tham số sau: H 2.3 Mô môi g vù g ước ô g Trong luận án, mơ hình mơi trường vùng nước nơng dùng để khảo sát chất lượng định vị mục tiêu ngầm thuật tốn trường phối hợp thích nghi DL thuật toán đ xuất 2.2.3 Lưu đồ thuật tốn Lưu đồ thuật tốn Hình 2.4 gồm q trình: - Tính tốn ma trận mật độ phổ chéo sở véc tơ liệu thu từ mạng hydrophone - Tính véc tơ trường thay sở tham số môi trường lựa chọn mơ hình âm 13 - Tính tốn lượng đầu thuật tốn DL để tìm vị trí nguồn, u chỉnh hệ số tải thích nghi để kết định vị tốt Vận tốc âm Tín hiệu thu hydrophone Tham số mơi trường Tần số Mơ hình âm, Hàm Green Véc tơ trọng số , Trường thay Ma trận mật độ phổ chéo Thuật toán DL Đi u chỉnh ε Chưa đạt Đạt Kết thúc H T uậ oá DL Kết m nhân tố ảnh hưởng đến chất lư ng phát hiện, đ nh v mục ti u s dụng thuật tốn DL 2.3.1 Nguồn tín hiệu phát Nguồn âm dạng có độ rộng phổ 100÷120 Hz, tần số trung tâm 110 Hz, vị trí khoảng cách 2000m so với mạng hydrophone 59m so với mặt nước biển Dạng tín hiệu phát thể Hình 2.5 Dạng tín hiệu nguồn PhổPhổ tíntínhiệu hiệu phát Tín hiệu phát dạng ngau nhiên âm nguồn âm 0.9 0.8 Biên độ (m) Biên độ (m) -2 -4 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 -6 -8 0.1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Thời gian (s) 0.8 H 0.9 Tí 0 100 200 300 400 Tần số (f) iệu guồ âm 500 600 14 2.3.2 Trường âm thu hydrophone Hình 2.6 mơ tả đặc trưng trường âm 10 hydrophone Biên độ mạng, với khoảng cách hydrophone 10m H 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 T Thời gian(s) g í iệu âm u mạ g yd op o e 2.3.3 M ảnh hưởng tham số l p nư c Trong tham số lớp nước, vận tốc âm lớp nước nhân tố quan trọng phụ thuộc vào nhiệt độ, độ mặn độ sâu tham số thay đổi ảnh hưởng nhi u đến việc lan truy n sóng Kết mô ảnh hưởng vận tốc âm lớp nước thể Hình 2.7÷2.10 Tọa độ mục tiêu: Rs=2010m, Zs=60m 1 0.9 0.8 40 0.7 60 0.6 0.8 Biên độ Độ sâu (m) 20 0.6 0.4 0.5 80 0.4 100 0.2 150 0.3 3000 100 2000 50 1000 1500 2000 2500 Khoảng cách (m) H 3000 Hàm bề mặ Độ sâu (m) 1000 Khoảng cách (m) uậ ố DL với C  0m / s 15 Tọa độ mục tiêu: Rs=2030m, Zs=60m 40 0.9 0.8 0.8 Biên độ Độ sâu (m) 20 0.7 60 0.6 0.6 0.4 0.5 80 0.2 150 0.4 3000 100 0.3 100 2000 50 1000 1500 2000 2500 3000 Khoảng cách (m) H 1000 Độ sâu (m) Hàm bề mặ Khoảng cách (m) uậ ố DL với C  5m / s Tọa độ mục tiêu: Rs=2100m, Zs=64m 0.9 40 0.8 0.7 60 0.6 80 Biên độ Độ sâu (m) 20 0.8 0.6 0.4 0.5 0.4 100 0.2 150 3000 100 1000 H 1500 2000 2500 Khoảng cách (m) 3000 2000 50 1000 Độ sâu (m) Hàm bề mặ uậ ố DL íc Khoảng cách (m) g i với C  20m / s m/s m/s 10 m/s 15 m/s 20 m/s Biên độ chuẩn hoùa 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 1000 H 1500 2000 Khoảng cách (m) 10 Lá cắ 2500 àm bề mặ với c 3000 ay đổi Kết mô cho thấy, sai số vận tốc âm ảnh hưởng đến sai số định vị Khi sai số vận tốc âm, chất lượng định vị giảm Khi sai số vận tốc tăng đến C  20m / s kết định vị bị sai với sai số cự ly r  100m , sai số theo độ sâu z  5m t số đỉnh n n PBR  6.5 16 Như vậy, với thuật toán DL, vận tốc âm thay đổi nhỏ phát định vị đảm bảo Khi C  20m / s hàm C  20m / s kết b mặt phát định vị mục tiêu cho kết sai Khảo sát với nhân tố ảnh hưởng khác với thuật toán DL hàm b mặt cho kết sai sai số độ sâu lớp nước H  5m ; sai số vận tốc lớp đáy C  100m / s ; sai số hệ số mật độ   2.0 g / cm3 ; hệ số suy hao   1.0 / dB , số lượng hydrophone yêu cầu tối thiểu lớn 6, t số tín tạp SNR  6dB Bảng 2.1 Giá trị nhân tố ảnh hưởng L p Nư c L p đáy Các nhân tố khác Vận tốc âm Độ sâu Vận tốc âm Hệ số mật độ C  20m / s H  5m C  100m / s   2.0 g / cm3   1.0 / dB Hệ số suy hao Số Sensor Nhiễu N 6 SNR  6dB 2.4 Kết luận chư ng Trong chương nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng phát hiện, định vị mục tiêu sử dụng thuật toán xử lý trường phối hợp thích nghi DL vùng nước nơng điển hình Việt Nam Kết khảo sát yếu tố môi trường truy n âm biển ảnh hưởng đến chất lượng phát định vị mục tiêu Sonar thụ động với thuật toán DL, làm rõ thêm giá trị yếu tố gây sai số Các kết luận thuật tốn DL vừa có hiệu cao v nâng cao độ phân giải đảm bảo chống lại phối hợp cuả môi trường Tuy nhiên, số trường hợp độ phân giải hàm b mặt chưa cao, nên Chương NCS đ xuất thuật toán khắc phục nhược điểm 17 CHƯƠNG : XÂY DỰNG THUẬT TOÁN THÍCH NGHI IDL ĐỂ GIẢI QUY T VẤN ĐỀ MẤT PHỐI HỢP M I TRƯỜNG NHẰM NÂNG CAO KHẢ NĂNG PHÁT HIỆN, Đ NH V MỤC TIÊU NGẦM Trong chương đ xuất thuật toán tải đường chéo tiến IDL (Improved Dialog Loading) mà dựa sở phát triển thuật toán tải đường chéo DL nhằm cải thiện độ phân giải t số đỉnh n n (Peak Backgroud Rate - PBR) hàm b mặt toán phát định vị mục tiêu cho Sonar thụ động sử dụng phương pháp trường phối hợp thích nghi Gi i thiệu chung Mặc dù thuật toán DL thuật toán giảm hạng đưa để cải thiện nhược điểm thuật toán MVDR giải ma trận đảo, nhiên u chỉnh này, số trường hợp độ phân giải thuật toán bị giảm Để khắc phục nhược điểm này, nghiên cứu đ xuất Kolev [32], tác giả đ xuất kết hợp thuật toán giảm hạng để giải ma trận đảo, đồng thời sử dụng phương pháp tải đường chéo để u chỉnh véc tơ trọng số thuật toán làm nâng cao độ phân giải của thuật toán H Sự p iể uậ oá MVDR 18 Với phương pháp việc tính toán ma trận bao gồm nhi u bước, có tính đến giải trị riêng véc tơ riêng xác định véc tơ trực giao nên đòi hỏi việc tính tốn lớn Đề uất thuật tốn IDL Với mục đích đưa phương pháp khác giải ma trận đảo ma trận không đủ hạng thuật tốn MVDR mà giải phương pháp tính NCS đ xuất phương pháp giải ma trận đảo phương pháp tải đường chéo DL, kết hợp với điểu chỉnh tải đường chéo sau tính ma trận đảo để nâng cao độ phân giải hàm b mặt Việc sử dụng phương pháp giải khơng u cầu bước tính tốn phức tạp phương pháp giảm hạng mà đảm bảo ước lượng ma trận đảo đảm bảo độ xác dễ dàng thực phương pháp tính Sự kết hợp dựa phát triển thuật toán DL Luận án, NCS gọi thuật toán tải đường chéo cải tiến IDL Việc u chỉnh hệ số thích nghi dựa sở lựa chọn hệ số tải  phù hợp để đảm bảo tính ma trận đảo Tương ứng với giá trị  chọn, thực u chỉnh giá trị  để nâng cao chất lượng độ phân giải Véc tơ trọng số thuật tốn IDL tính sau: w IDL  R   I 1   I  ν    1 ν H  R   I    I  ν   Trong  giá trị tải thích nghi sở thuật tốn DL, (3.1)  tham số u chỉnh tương ứng với giá trị  lựa chọn Năng lượng đầu thuật tốn IDL tính: BIDL  w H IDL Rw IDL (3.2) 19 Mức độ thích nghi thuật tốn IDL dựa sở u chỉnh hệ số tải  , sau ứng với giá trị  lựa chọn, mức độ phân giải u chỉnh thêm hệ số  Lưu đồ thuật toán IDL u chỉnh hệ số thích nghi  ,  với lưu đồ thuật tốn cho Hình 3.2 Hình 3.3 Vận tốc âm Tín hiệu thu hydrophone Tham số mơi trường Tần số Mơ hình âm, Hàm Green Ma trận mật độ phổ tương quan chéo Véc tơ trọng số , Trường thay Đi u chỉnh Thuật toán IDL Chưa đạt Đi u chỉnh Đạt yêu cầu Kết thúc H H T uậ oá IDL 3 Lưu đồ oá ọc uậ oá IDL 20 3.3 Khảo sát chất lư ng đ nh v mục ti u v i thuật toán IDL vùng biển n ng - Để đánh giá hiệu thuật tốn IDL, NCS chọn vùng nước nơng Việt Nam với tham số mơi trường trình bày chương - Sử dụng Bộ phần m m mà NCS xây dựng Matlab Giao diện phần m m Hình 3.4 H Giao diệ c ươ g mô p ỏ g uậ oá MFP 3.3.3 Kết m M trường h p phối h p Kết mô trường hợp phối hợp thể Hình 3.5 Hình 3.6 Tọa độ mục tiêu: Rs=1980m, Zs=60m 20 0.9 40 0.7 0.6 60 0.5 0.4 80 0.3 0.2 100 1000 0.1 1500 2000 2500 Khoảng cách (m) H 3000 Hàm bề mặ Biên độ Độ sâu (m) 0.8 0.5 150 3000 100 2000 50 Độ sâu (m) uậ ố MFP 1000 g Khoảng cách (m) g 21 Tọa độ mục tiêu: Rs=1980m, Zs=60m 20 40 Biên độ Độ sâu (m) 0.9 0.8 0.7 60 0.6 80 0.6 0.4 0.2 150 0.5 100 0.8 3000 100 0.4 2000 50 1000 1500 2000 2500 Khoảng cách (m) H 3000 Độ sâu (m) Hàm bề mặ 1000 Khoảng cách (m) uậ oá MVDR Kết mô thể hiện, hàm b mặt định vị xác hai trường hợp áp dụng thuật tốn MFP, MVDR mơi trường phối hợp Tuy nhiên, với thuật toán MFP, hàm b mặt ngồi búp nhi u búp phụ ảnh hưởng đến khả phát định vị mục tiêu Với thuật toán MVDR, kết định vị cải thiện búp tăng, búp phụ giảm đáng kể, t số đỉnh n n tăng M trường h p phối h p Trong luận án, xem xét phối hợp đến từ ma trận phổ chéo hạng khơng đủ dẫn đến việc tính, ước lượng ma trận đảo khơng thể thực bị sai Tọa độ mục tiêu: Rs=1840m, Zs=92m 20 0.9 40 0.7 0.6 60 0.5 Biên độ Độ sâu (m) 0.8 0.5 0.4 80 0.3 0.2 100 1000 150 3000 100 0.1 2000 50 1500 2000 2500 Khoảng cách (m) H 3000 Độ sâu (m) Hàm bề mặ 1000 Khoảng cách (m) uậ ố MVDR 22 Kết mô u chỉnh hệ số thể Hình 3.8, Hình 3.8, Hình 3.9 Bảng 3.1 H Hàm bề mặ uậ oá IDL với Tọa độ mục tiêu: Rs=1980m, Zs=60m 20 0.9 Độ sâu (m) 0.8 40 0.7 0.6 60 0.5 0.5 0.4 80 0.3 0.2 100 0.1 150 3000 100 2000 50 1000 1500 2000 2500 Khoảng cách (m) H 3000 Hàm bề mặ 1000 Khoảng cách (m) uậ ố IDL với Kết mơ Hình 3.8 thể mơi trường phối hợp, việc ước lượ ... tốn xử lý phức tạp Trong đó, phương pháp trường phối hợp (Matched Field Processing – MFP) phương pháp xử lý tín hiệu chủ yếu xu hướng phát triển xử lý tín hiệu Sonar thụ động giai đoạn Để nâng cao. .. tiêu ngầm - Nghiên cứu xây dựng thuật tốn xử lý tín hiệu Sonar thụ động có khả nâng cao chất lượng phát định vị mục tiêu ngầm u kiện thủy văn phức tạp Việt Nam sở tổng hợp, phát triển thuật tốn... nước v phát hiện, định vị mục tiêu ngầm phương pháp xử lý trường phối hợp MFP, xu hướng phát triển thuật toán thuật tốn MFP thích nghi việc nâng chất lượng phát mục tiêu ngầm - Nghiên cứu tổng