1、水下目標定位技術是水聲工程領域的一項重要課題,在實際應用中有著廣泛的前景。隨著無線傳感器網絡的發(fā)展,水下無線傳感器網絡也逐漸成為當前研究關注的熱點之一,它具有的分布式數據處理特點和信息融合技術,為水下目標的定位研究工作提供了新的思路。本文主要采用水下無線傳感器網絡對被動目標定位技術展開理論方法與實驗研究:
　　首先,回顧了水下目標定位技術的發(fā)展歷程,介紹了水下無線傳感器網絡應用的相關背景,并總結了基于目標定位估計測量參量建模的三種

2、方法。
　　其次,針對由具有目標測向功能的陣列節(jié)點構成的水下無線傳感器網絡類型,推導了水下信道環(huán)境內陣列波達角測量誤差,并建立了基于水下無線傳感器網絡的目標波達角(Direction of Arrival,DOA)估計被動定位模型。在此基礎上,建立了最大似然算法估計定位模型,采用分布式數據傳輸迭代法及最小二乘法粗略估計結果作為迭代初值,完成對目標位置最大似然估計算法的求解。此外,分析了不同環(huán)境背景中、不同目標聲能級對于定位精度的影

3、響。
　　再次,對于另一類由不具備目標測向功能的節(jié)點構成的水下無線傳感器網絡,本文建立了水下目標輻射能量傳播模型以進行目標位置估計的研究。研究并推導了水下目標聲強輻射衰減函數,在此基礎上,采用基于目標輻射能量的閾值二元檢測加權質心算法和基于能量檢測的統(tǒng)計模型最大似然估計算法實現了對水下被動目標的定位。此外,分析了不同網絡節(jié)點分布結構、不同網絡節(jié)點數目對于定位精度的影響。
　　最后,在實驗室條件下,搭建了一套水下聲通信傳輸實驗

4、系統(tǒng),利用LabVIEW圖形化軟件開發(fā)了一套實驗室水聲信號采集、處理及具有目標定位仿真模塊的綜合處理演示平臺,完成了控制發(fā)送、接收水下復雜聲信號的實驗。在實驗中,將由遠程控制端發(fā)送的信號波形通過功率放大器、在水池中由水聲換能器進行信號傳輸,上位機平臺讀取采集數據后通過分析處理模塊完成對信號的時、頻域特性分析,利用MathScript節(jié)點函數完成了對于目標波達角的測向和基于水下無線傳感器網絡的目標定位的演示功能,最后在虛擬儀器前面板上實現