Сазонтов А.Г.
 Статья на сайте eLibrary

Рассмотрена задача о локализации акустического источника в канале мелкого моря, в котором преобладающим механизмом рассеяния звука является развитое ветровое волнение. Для рассматриваемого сценария построен адаптивный многоранговый алгоритм Кейпона, способный осуществлять обработку как в обычном, так и в модовом пространстве и позволяющий локализовать источник в условиях неполной информации о случайном канале распространения. Соответствующий способ решения обратной задачи рассчитан для наихудшего сценария приёма и обладает повышенной устойчивостью к рассогласованию, обусловленному несоответствием между истинной матрицей когерентности сигнального поля и её расчётной моделью. Представлены результаты статистического моделирования, демонстрирующие вероятности правильной локализации источника в зависимости от входного отношения сигнал/шум и объёма выборки. Приведена верификация предложенного метода с использованием экспериментальных данных, полученных на стационарной трассе в Баренцевом море. Показано, что в реальных условиях указанный алгоритм является достаточно эффективным и обеспечивает приемлемое качество восстановления положения источника без использования трудоёмкой процедуры одновременного поиска как определяемых координат, так и неизвестных параметров волновода.

На английском языке
Source localization in a channel with a rough surface using multi-rank Capon algorithm
Sazontov A.G.

We consider the acoustic source localization problem in shallow water, in which the prevailing mechanism causing sound scattering is developed wind seas. For the given scenario, an adaptive multi-rank Capon algorithm, which is capable of processing in both conventional and the modal space and allows to localize the source under conditions of incomplete information on a random propagation channel, is constructed. This method of solving the inverse problem uses the worst-case principle and provides greater stability of the estimation procedure to a mismatch caused by the discrepancy between the true coherence matrix of the signal field and its computational model. The results of statistical modeling, which demonstrate the probabilities of correct source localization depending on the input signal-to-noise ratio and the sample size, are presented. The method is validated using experimental data observed on a stationary path in the Barents Sea. It has been shown that under real conditions, the presented approach is rather efficient and ensures an acceptable source reconstruction quality without using a computationally intense joint estimation of both the source and waveguide parameters.

DOI: https://doi.org/10.52452/00213462_2022_65_11_914