基于MATLAB的矢量阵近场聚焦水下噪声源定位系统

资 源 简 介

本项目利用MATLAB实现水下舰艇噪声源的精确定位，通过矢量传感器阵列采集声压与振速数据，结合近场聚焦算法分析目标辐射噪声，有效提升复杂海洋环境中的定位精度与鲁棒性。

详 情 说 明

基于矢量阵近场聚焦的水下舰艇噪声源定位系统

项目介绍

本项目是一个用于水下舰艇噪声源高精度定位的信号处理系统。系统核心利用矢量传感器阵列采集的声场信号（包含声压与质点振速信息），结合先进的近场聚焦波束形成算法，在复杂海洋环境中实现对运动舰艇噪声源的精确三维空间定位与轨迹估计。该系统可为反潜作战、海洋目标监测与识别提供关键的技术支持。

功能特性

• 多信息融合处理：综合利用声压和质点振速矢量信息，提高信号的处理增益和抗干扰能力。
• 近场高精度定位：采用近场聚焦波束形成算法，有效解决近场条件下球面波传播模型带来的问题，实现目标距离和方位的联合高分辨率估计。
• 噪声抑制与信号增强：通过空域滤波技术抑制环境噪声和干扰，提升目标信号的信噪比。
• 目标运动分析：基于连续的定位结果，估计目标的运动轨迹、速度及航向。
• 结果可视化：提供直观的二维/三维空间分布图，展示噪声源位置及运动轨迹。

使用方法

1. 数据准备：将矢量水听器阵列采集的多通道声压与质点振速时域信号文件置于指定数据目录。
2. 参数配置：在相应的脚本或配置文件中，正确设置传感器阵列的几何位置坐标、已知的海洋环境参数（如声速剖面）。
3. 运行主程序：执行系统的主入口函数，系统将自动完成数据读取、预处理、波束形成、定位解算及结果生成的全流程。
4. 结果获取：程序运行结束后，可在输出目录查看定位结果文件（如目标坐标、轨迹参数）以及生成的可视化图像。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• 软件环境：MATLAB (推荐 R2018a 或更高版本)
• 硬件建议：为保证大规模阵列数据处理的效率，建议配置不低于 8GB 内存的多核处理器。

文件说明

主程序文件作为整个系统的调度核心，负责整合各个功能模块。其主要能力包括：控制系统执行流程、读取输入的阵列数据与环境参数、调用信号预处理模块对原始数据进行校准与滤波、执行近场聚焦波束形成计算以进行空域搜索、运行高分辨率定位算法求解噪声源的空间坐标与运动参数，并最终驱动结果可视化模块生成定位图件和报告。