基于最大后验估计的多普勒测速后置处理技术研究

摘要

多普勒测速技术是一种重要的高精度主动测速技术手段，广泛应用于海洋资源开发、海洋观测、航道测量等诸多领域。测速精度是多普勒测速技术的重要指标，本文以提高测速精度为目标，主要针对最大后验估计算法在多普勒测速技术上的应用展开研究。
　　本文首先结合相干测速技术与最大后验估计完成了算法的相关分析。对于量测模型，研究了基于点散射信号叠加的回波信号模型，由于其计算量过大，研究了基于高斯功率谱密度的回波信号模型，在此基础上研究了相关系数的修正问题与相位分布。针对相关系数修正问题，推导了无限脉冲对下的渐进公式，在有限脉冲对时利用高斯回波信号模型来对相关系数进行修正，并进行了有效性验证。对于相位分布，推导了单一脉冲对下的相位分布公式，利用高斯回波信号模型研究了多个脉冲对下的相位分布，并通过点散射回波信号模型对高斯回波信号模型估计相位分布的有效性进行了验证。采用一阶AR模型作为先验模型来确定先验概率密度函数。在前向滤波与后向滤波的基础上，利用平滑来消除估计延迟，从功率谱的角度给出了确定平滑参数的方法。
　　数据处理结果表明，处理后的速度序列的功率谱在一定区间内满足-5/3斜率，且标准差也大幅降低，表明算法能有效地降低噪声、提高测速精度，达到了预期目标。

目录

声明

摘要

第1章绪论

1．1论文背景与研究意义

1．2多普勒测速技术发展

1．2．1国外研究概况

1．2．2国内研究概况

1．3论文主要工作内容

第2章相关信号处理算法研究

2．1最大后验估计算法

2．2多普勒测速相关算法

2．2．1带通采样技术

2．2．2信号的相干处理

2．2．3频率估计方法

2．3本章小结

第3章基于MAP的测速关键技术研究

3．1基于点散射的相干回波信号模型

3．1．1单点散射信号分析

3．1．2基于点散射的回波信号模型

3．1．3模型的有效性验证

3．2基于高斯功率谱密度的相干回波信号模型

3．3高斯模型中的相关系数修正问题

3．3．1无限脉冲对下的相关系数修正

3．3．2有限脉冲对下的相关系数修正

3．3．3相关系数修正的有效性验证

3．3．4小结

3．4高斯模型中的相位分布问题

3．4．1单一脉冲对下的相位分布

3．4．2多个脉冲对下的相位分布

3．4．3相位分布的有效性验证

3．5多普勒测速中的先验信息获取

3．6本章小结

第4章基于MAP的测速算法实现与验证

4．1基于MAP的测速算法实现

4．1．1基于MAP的平滑处理

4．1．2平滑处理参数选取

4．2基于MAP的测速算法验证

4．2．1仿真分析

4．2．2水池实验

4．3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢