技术特征：
1.一种基于信道匹配的阵列阵元位置校准方法，所述方法包括：布设呈一定张角且分时工作的校准声源s1与s2，根据浅海信道环境计算可得第一阶、第二阶模态的截至频率，选择信号的频带范围介于第一阶模态与第二阶模态的截至频率间，带通滤波后将对各阵元接收时域信号进行变换后转为频域，再根据信道环境计算得到该波导条件下第一阶模态对应的相速度，然后基于随频率变化的相速度开展待校准阵元与参考阵元间的距离差搜索，再结合辅助声源、参考阵元位置建立代价函数，最后通过优化算法得到各个阵元相对参考阵元的位置信息。2.根据权利要求1所述的基于信道匹配的阵列阵元位置校准方法，其特征在于，所述方法具体包括：步骤1：根据波导环境计算第一阶模态的截止频率f1与第二阶模态的截止频率f2，选择频带范围介于第一阶模态与第二阶模态的截至频率间，对参考阵元a1与待校准阵元a
i
接收到的时域信号进行带通滤波后得到时域信号通过傅里叶变换转换得到频域信号其中，k取值1或2代表声源s1、s2，f为频率，t为时间；步骤2：计算p1(f)、p
i
(f)最大相关系数对应的即为a
i
较a1与声源s
k
的距离差估计值：其中，δr为距离值，c
p
(f)为根据信道环境计算得到的该波导条件下第一阶模态对应的相速度，f
l
表示选取频段的最低频率，f
h
表示选取频段的最高频率，i表示阵元序号，i表示待校准阵元个数，上标*表示取共轭；步骤3：建立坐标(x
i
,y
i
)搜索代价函数如下：其中，(x1,y1)为校准声源s1坐标位置，(x2,y2)为校准声源s2坐标位置；步骤4：通过优化搜索得到a
i
点坐标估计值：3.根据权利要求1所述的基于信道匹配的阵列阵元位置校准方法，其特征在于，所述优化搜索为模拟退火法。4.一种基于信道匹配的阵列阵元位置校准系统，所述系统包括：第一计算模块，用于根据波导环境计算第一阶模态的截止频率f1与第二阶模态的截止频率f2，选择频带范围介于第一阶模态与第二阶模态的截至频率间，即低频取值需要大于第一阶模态的截止频率，高频取值需要小于第二阶模态的截止频率，此时信号仅含有第一阶模态的信息，对参考阵元a1与待校准阵元a
i
接收到的时域信号进行带通滤波后得到时域信号通过傅里叶变换转换得到频域信号
第二计算模块，用于计算a
i
较a1与声源s
k
的距离差估计值：第三计算模块，用于建立坐标(x
i
,y
i
)搜索代价函数；第四计算模块，用于通过优化搜索得到a
i
点坐标估计值。5.根据权利要求4所述的基于信道匹配的阵列阵元位置校准系统，其特征在于，所述优化搜索为模拟退火法。6.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至3中任一项所述的方法。7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1至3任一项所述的方法。
技术总结
本发明公开了一种基于信道匹配的阵列阵元位置校准方法及系统，所述方法包括：布设呈一定张角且分时工作的校准声源S1与S2，根据浅海信道环境计算可得第一阶、第二阶模态的截至频率，选择信号的频带范围介于第一阶模态与第二阶模态的截至频率间，即低频取值需要大于第一阶模态的截止频率，高频取值需要小于第二阶模态的截止频率，此时信号仅含有第一阶模态的信息，带通滤波后将各阵元接收时域信号进行傅里叶变换后转为频域，再根据信道环境计算得到该波导条件下模态对应的相速度，然后基于随频率变化的相速度开展待校准阵元与参考阵元间的距离差搜索，再结合辅助声源、参考阵元位置建立代价函数，最后通过优化算法得到各个阵元相对参考阵元的位置信息。相对参考阵元的位置信息。相对参考阵元的位置信息。
技术研发人员：何琪 宫在晓 李风华 郭良浩 江磊 王光旭 杨习山
受保护的技术使用者：中国科学院声学研究所
技术研发日：2022.07.08
技术公布日：2022/9/30