海洋信息處理技術被廣泛應用于海洋開發(fā)、水下定位、通信、目標探測、海底地形測量、海洋勘探等領域,是我國海洋事業(yè)發(fā)展中重要技術支撐。本書系統(tǒng)講述了海洋信息處理中廣泛使用的重要理論和具體方法。從信號、信號處理、信息處理的角度出發(fā),分別講述了水聲信號波形分析、信號時頻分析理論、陣列信號處理理論、信號參數(shù)估計理論、貝葉斯濾波理論、信息關聯(lián)與融合理論等方面內容,并從主動聲納信號與信息處理、被動聲納信號與信息處理等幾方面進行專題講述。本書章節(jié)間使用遞進式結構體系,具有嚴謹?shù)慕虒W思維,同時為每章所介紹的理論方法內容提供了具體的應用實例,體現(xiàn)了“厚基礎、重實踐”的教學原則。
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1990.09-1994.06 哈爾濱工程大學 水聲工程 本科/學士
1994.09-1996.06 哈爾濱工程大學 水聲工程 研究生/碩士
1996.09-1999.06 哈爾濱工程大學 水聲工程 研究生/博士2004.09-至今 哈爾濱工程大學 教授
2013.03-2016.06 哈爾濱工程大學 院長 教授
2003.04-2013.03 哈爾濱工程大學水聲工程學院 副院長 副教授
1996.04-2004.09 哈爾濱工程大學 助教、講師、副教授水信道與聲納系統(tǒng)環(huán)境,水聲目標探測與定位,水聲通信技術長江學者特聘教授,入選國家百千萬人才工程、國防科技卓越青年人才,任中央軍委科技委深遠海領域首席科學家、海軍預研專家組水聲組專家、中國聲學學會理事等職務現(xiàn)任中國聲學學會第十屆理事會副理事長、中國海洋學會深海技術分會第一屆理事會副理事長、中國海洋湖沼學會海洋觀測分會第二屆理事會常務理事、哈爾濱工程大學第五屆學術委員會副主席。
第1章 緒論
1.1 確定性信號
1.1.1 概念
1.1.2 常見確定性信號
1.2 隨機信號
1.2.1 概念
1.2.2 常見隨機信號
1.2.3 統(tǒng)計特性
1.2.3 平穩(wěn)性
1.3 海洋聲信號
1.3.1 主動聲納脈沖信號
1.3.2 海洋環(huán)境噪聲信號
1.3.3 艦船輻射噪聲信號
1.3.4 水下爆炸聲信號
1.4 海洋信息處理問題
1.5 本書各章節(jié)內容簡介
第2章 信號時頻域處理理論
2.1 信號時域與頻域描述
2.1.1 艦船輻射噪聲分析
2.1.2 鯨豚叫聲分析
2.2 信號模糊度函數(shù)
2.2.1 模糊度函數(shù)的定義
2.2.2 模糊度函數(shù)與匹配濾波器
2.2.3 模糊度函數(shù)與分辨
2.3 短時傅里葉變換
2.3.1 處理增益
2.3.2 窗函數(shù)的選取
2.4 其他時頻分析方法
2.4.1 小波變換
2.4.2 希爾伯特黃變換
2.5 水聲信號時頻分析實例
2.5.1 艦船輻射噪聲分析
2.5.2 鯨豚叫聲分析
2.6本章小結
第3章 信號空域處理理論
3.1 聲納波束形成基本概念
3.1.1 波束形成定義
3.1.2 陣列波束形成的作用
3.1.3 陣列信號模型
3.2 常規(guī)時延、相移波束形成方法原理
3.2.1線陣時延波束形成方法原理
3.2.2線陣相移波束形成方法原理
3.2.3線陣波束形成相關基本概念及定義
3.3 典型加權波束形成處理方法
3.3.1 幅度加權波束形成
3.3.2 常用準則下的多種加權波束形成方法
3.4 寬帶波束形成處理實現(xiàn)方法
3.4.1頻域寬帶波束形成實現(xiàn)方法
3.4.2寬帶時延波束形成的小數(shù)時延問題
3.5 直線陣預成多波束問題
3.5.1獨立波束數(shù)概念
3.5.2時延預成波束角的與采樣率及陣間距的關系
3.5.3波束搭接處能量損失
3.6 陣列信號處理在被動聲納測向中的實例
3.6.1波束域目標LOFAR譜特征提取
3.6.2舷側陣聲納預成多波束互相關處理
3.7 本章小結
第4章 信號參數(shù)估計理論
4.1 參數(shù)估計的基本概念
4.1.1 信號處理中的估計問題
4.1.2 估計問題的數(shù)學建模及性能評估
4.2 估計量性質及誤差分析
4.2.1 估計量的主要性質
4.2.2 估計誤差下界_克拉美羅界
4.3 貝葉斯估計
4.3.1 基本原理
4.3.2 與其他估計的關系
4.3.3 迭代貝葉斯估計
4.4 最大似然估計
4.4.1 基本原理
4.4.2 數(shù)值求解方法
4.4.3 最大似然序列估計
4.5 最小均方誤差估計
4.5.1 基本原理
4.5.2 維納濾波
4.5.3 迭代估計
4.5.4 最小均方算法
4.6 最小二乘估計
4.6.1 基本原理
4.6.2 加權最小二乘
4.6.3 迭代最小二乘
4.6.4 卡爾曼濾波
4.7 參數(shù)估計理論在水聲定位中的實例
4.7.1 超短基線定位原理
4.7.2 相位估計方法及精度分析
4.7.3 時延估計方法及精度分析
4.7.4 超短基線估計精度分析
4.8 本章小結
第5章 信號狀態(tài)估計理論
5.1 狀態(tài)模型
5.1.1 勻速運動模型
5.1.2 勻加速運動模型
5.1.3 勻速轉彎運動模型
5.1.4 “當前”統(tǒng)計模型
5.1.5 Singer模型
5.2 量測模型
5.2.1 方位距離量測模型
5.2.2 純方位量測模型
5.2.3 純距離量測模型
5.2.4 方位頻率量測模型
5.3 貝葉斯推斷
5.3.1 貝葉斯準則
5.3.2 貝葉斯推斷模型
5.4 貝葉斯濾波原理
5.4.1 貝葉斯定理
5.4.2 貝葉斯最優(yōu)濾波
5.4.3 貝葉斯最優(yōu)平滑
5.5 線性濾波方法
5.5.1 線性卡爾曼濾波
5.5.2 濾波
5.5.3 濾波
5.6 非線性濾波方法
5.6.1 偽線性卡爾曼濾波
5.6.2 擴展卡爾曼濾波
5.6.3 無跡卡爾曼濾波
5.6.4 容積卡爾曼濾波
5.6.5 粒子濾波
5.7 被動聲納純方位跟蹤技術實例
5.7.1 單站純方位目標跟蹤
5.7.2 多站純方位目標跟蹤
5.8 本章小結
第6章 信息關聯(lián)與融合理論
6.1 單目標航跡的數(shù)據(jù)關聯(lián)
6.1.1 最近鄰域關聯(lián)算法
6.1.2 概率數(shù)據(jù)關聯(lián)算法
6.2 多目標航跡的數(shù)據(jù)關聯(lián)
6.2.1 全局最近鄰域算法
6.2.2 聯(lián)合概率數(shù)據(jù)關聯(lián)算法
6.2.3 多假設關聯(lián)算法
6.2.4 概率多假設關聯(lián)算法
6.2.5 多維分配算法
6.3 分布式系統(tǒng)的航跡關聯(lián)
6.3.1 加權和修正航跡關聯(lián)算法
6.3.2 序貫航跡關聯(lián)算法
6.3.3 統(tǒng)計雙門限航跡關聯(lián)算法
6.3.4 最近鄰域和k近鄰域航跡關聯(lián)算法
6.3.5 修正的k近鄰域航跡關聯(lián)算法
6.4 多源信息融合結構
6.4.1 集中式融合結構
6.4.2 分布式融合結構
6.4.3 混合式融合結構
6.4.4 多級式融合結構
6.5 多源信息融合方法
6.4.5 檢測融合
6.4.6 航跡融合
6.6 本章小結
第7章 海洋信息處理專題
7.1信號時頻分析專題
7.2陣列信號處理專題
7.3水聲信道估計專題
7.4水聲目標跟蹤專題
7.5分布式信息關聯(lián)與融合專題
參考文獻