海底地震波在舰船目标识别中的算法研究

摘要

本文以在浅海中航行的舰船产生的海底地震波信号为研究对象，并将其应用到舰船识别上。文中根据Scholte波特性识别出信号中沿着液-固界面传播的Scholte波，从而检测出目标存在，然后对目标信号用多道统计法提取出海底地震波信号的子波，并根据子波频率值的区别识别出目标舰船类别。这种方法不仅能准确识别出舰船目标，而且还避免了传统声呐系统只能采集海水中的声信号且对海洋水文条件要求高等缺点。 为了得到海底地震波信号中 Scholte 波准确的到达时间和频率，文中比较了STFT、小波变换和S变换以及魏格纳分布、伪魏格纳分布和平滑伪魏格纳分布对海底地震波信号的时-频分析结果及优缺点。为了保留魏格纳分布的高分辨率特性，同时有效地抑制交叉项，文中将魏格纳分布和匹配追踪算法联合，并用该复合算法处理舰船地震波信号，得到理想的时-频谱图。结合 Scholte 波沿着液-固界面传播且速度慢，频率低以及其水平分量和垂直分量极化轨迹是逆向的椭圆的特性，确定目标存在。根据地震波的形成原理，用多道统计法提取出真实海底地震波信号的子波，求得子波频率，再利用频率值的区别识别出目标舰船类别。

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