基于水下连续波体制的捕获跟踪技术研究

来源：电子与信息学报杂志2023年第2期北京时间：

作者：孙大军, 明婉婷, 张居成

单位：1.哈尔滨工程大学水声技术重点实验室 哈尔滨 1500012.海洋信息获取与安全工信部重点实验室 哈尔滨 1500013.哈尔滨工程大学水声工程学院 哈尔滨 1500014.哈尔滨工程大学青岛船舶科技有限公司 青岛 266000

摘要：针对水下高速潜器回收导引过程中实现实时测量位置与传输指控信息的问题，该文提出基于水下连续波体制的捕获跟踪技术。利用连续波体制实现测距与通信的同步解析，通过并行处理结构压缩数据捕获时长，并基于锁相环原理设计出适应水声环境与高速背景的最佳环路跟踪策略。从理论仿真与松花湖试验结果来看，算法的捕获时间从传统匹配算法的83.87 s缩短至0.66 s，计算量缩小为时域算法的2.36%。信号跟踪技术在匀速模型和加速度模型下都具有良好的性能，从通信角度讲跟踪算法能够准确无误地传输数据，从参数估计角度讲，基于跟踪结果输出的参数估计精度高且随速度变化缓慢，但传统检测精度随速度增大而变差。该方法实现了对多普勒频偏的精确估计与动态调整，保证了声学测量与指控信息传输的连续性与稳定性，对水下高速潜器的实时回收导引具有重要意义。

关键词：水下信号捕获, 信号跟踪, 高速运动, 参数估计

基金资助：国家自然科学基金(61901135)