一种用于水下声源定位的半盲方法
信号处理
2023-02-06 v2
摘要
由于未知环境结构与动态条件的存在，水下声学定位历来具有挑战性。当此类结构包含遮挡时，问题更为复杂，因为遮挡会导致声源与接收器之间失去视距（LOS），而许多现有定位算法正依赖于此。我们提出了一种半盲被动定位方法，即使在声源与所有接收器之间可能均无LOS的情况下，也能准确估计声源位置。基于通常可获取的水面与海底先验知识，我们在多径传播模型下推导了最优估计器的闭式表达式，该模型适用于浅水环境和高频信号。通过利用该估计器的计算高效形式，我们的方法使较高分辨率的定位成为可能。我们还推导了该模型的克拉美-罗界（Cramér-Rao bound），可用于指导接收器阵列的布放以优化定位精度。相较于在类似场景下有用的现有定位方法，本方法在精度与环境模型失配鲁棒性之间取得了更好的平衡。该方法通过仿真与水槽实验得到了验证。
引用
@article{arxiv.2110.14767,
title = {A Semi-Blind Method for Localization of Underwater Acoustic Sources},
author = {Amir Weiss and Toros Arikan and Hari Vishnu and Grant B. Deane and Andrew C. Singer and Gregory W. Wornell},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.14767},
year = {2023}
}