李 焜 方世良 安 良

(东南大学水声信号处理教育部重点实验室 南京 210096)

1 引言

对水下目标实施定位是水声学中的一个热点问题。考虑到水声环境的复杂性，为了能够更准确地对水下目标实施定位，多数文献从声传播的角度出发，使用匹配场定位技术来确定声源的位置[1-5]。传统的匹配场定位技术，一般多采用阵列的处理方式，具有大的孔径，以获得良好的阵增益和分辨性能。但是采用多阵元的大阵列，一方面增加了系统的开销，给基阵的设计带来不便；另一方面，在实际海水中布放时会受到诸如阵倾斜以及阵元失效等问题，增加了对水下目标定位的难度。因此，研究只利用单个水听器来对目标进行定位一直被研究人员所关注，不断激励着相关研究人员为此进行探索。

在这方面，文献[6]将范数的不同表达式引入匹配场定位函数中，研究利用单水听器进行定位；文献[7]针对宽带信号提出了基于射线追踪模型的单水听器定位方法；文献[8]针对超低频信号采用模式滤波的方法来实现单个水听器的声源定位；文献[9]利用单水听器采用直方图滤波的方法对浅海中的移动目标进行定位；文献[10]讨论了在合作方式下借助波导不变量的性质来对目标实施定位；文献[11]研究了最小二乘的单水听器定位方法；文献[12]研究了利用单水听器对海洋生物实施定位的方法。

使用单水听器进行定位的一个难点在于可利用的信息量太少，主要是空间信息的缺乏。……