姚 泽，张 歆,2

（1.西北工业大学航海学院，陕西西安 710072；2.鹏城实验室，广东深圳 518000）

关键字：双平行线阵；传播算子算法；二维波达方向估计；自主式水下航行器

0 引 言

自主水下航行器（Autonomous Underwater Vehicles,AUV）在进行水下搜救、环境监测、数据采集等领域的需求越来越多，其工作也越来越复杂[1]。单个AUV所实现的工作是有限的，而集群AUV协同系统具有空间、时间、功能的分布性，能扩展单AUV的功能，但是同时也提高了工作的复杂度[2]。在集群AUV进行水下作业时，协同作业成为了其完成复杂任务的重要环节，而多个AUV水下协同工作时，彼此之间的位置信息就十分重要。对多个AUV目标的二维波达方向（Direction of Arrival,DOA）估计是AUV水下协同作业必须要解决的问题。目前水下AUV一般采用通信、定位一体化方法进行位置信息的确定，利用通信信号时延进行距离估计，再进一步对其进行二维DOA估计，通常使用长、短基线对水下目标进行估计。在小型AUV上，基阵阵列长度等受载体体积和换能器尺寸的限制；小尺寸、低功耗的工作环境条件对于水下DOA估计提出了更高的要求。实际应用时，所采用的算法和尺寸需要结合上述条件进行选择，还要保证一定的估计精度。

DOA估计应用于雷达、生物、声呐等领域[3-4]，其中，二维DOA估计得到了广泛关注[5-7]。要获得高精度的DOA估计需要合适的阵型和DOA估计算法。在二维DOA估计中，一般采用直线阵、L型阵、平面阵或矢量传感器，并且按照阵元排布也可以分为均匀阵、非均匀阵。近年来，非均匀阵中的互质阵[8-9]得到了关注，其通过互质关系对阵列进行虚拟重构的特性使得阵列测向自由度得到提升，但其重构造成计算量加大，导致整体处理过程的复杂度提高。……