Low frequency three-dimensional DOA estimation for underwater gliders using an arbitrary tetrahedral array

超定系统 到达方向 多向性 算法 克拉姆-饶行 水声通信 水下 方位角 水声学 声学 计算机科学 数学 估计理论 数学分析 物理 电信 几何学 地质学 海洋学 天线(收音机)
作者
Dajun Sun,Ke Zhang,Jidan Mei,Junjie Shi,Yunfei Lv
出处
期刊:Applied Acoustics [Elsevier BV]
卷期号:214: 109707-109707 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.apacoust.2023.109707
摘要

This study proposes a method for estimating the three-dimensional (3-D) direction of arrival (DOA) of low-frequency line spectra with an arbitrary tetrahedral array on a moving underwater platform, such as underwater glider (UG). First, we provide the theoretical derivations of the 3-D DOA estimation algorithm. Four sensors are matched pairwise without duplication and the time difference of arrival (TDOA) of each pair is estimated using the cross-spectral method. The geometric relation between the space coordinate vector of the paired sensors and direction vector of the incoming signal is combined with the TDOA to establish the overdetermined equations. The algorithm solves the overdetermined equations to obtain the azimuth and elevation of the line spectra, and exploits all the information from sensors to enhance the accuracy of DOA estimation. And the Cramer–Rao lower bound (CRLB) of an arbitrary tetrahedral array is derived as a function of the signal-to-noise ratio (SNR), integration time, signal bandwidth, frequency, array arrangement, and DOA of the signal. Second, simulations and a sea trial verify the feasibility of the 3-D DOA estimation algorithm using a tetrahedral array on a moving UG. Finally, several factors that influence the algorithm are analyzed, including the DOA of the source, frequency, SNR, sensor position error and phase error. The upper frequency limit to avoid spatial aliasing is also derived as a function of the array aperture. The study shows that the tetrahedral array is suitable for various underwater mobile platforms owing to its small scale and irregularity.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
陶1122发布了新的文献求助10
1秒前
万能图书馆应助Ban采纳,获得10
1秒前
科研孙发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
zzy完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
3秒前
77完成签到,获得积分20
3秒前
4秒前
丘比特应助11采纳,获得10
4秒前
魔真人发布了新的文献求助10
4秒前
加油女王发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
沉默的访曼完成签到,获得积分10
5秒前
小牛发布了新的文献求助10
5秒前
aa完成签到,获得积分10
5秒前
求求了发布了新的文献求助10
5秒前
独特忆灵发布了新的文献求助30
6秒前
lan__完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
科研通AI6.2应助haha采纳,获得10
7秒前
Morssax发布了新的文献求助10
7秒前
桐桐应助Shybrother采纳,获得10
8秒前
8秒前
FashionBoy应助科研孙采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
求求了完成签到,获得积分20
10秒前
fffffff发布了新的文献求助10
10秒前
3D发布了新的文献求助10
12秒前
破罐子发布了新的文献求助20
12秒前
13秒前
14秒前
xx发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
科研孙完成签到,获得积分10
16秒前
小欣欣爱学习完成签到,获得积分10
16秒前
fffffff完成签到,获得积分20
17秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Digital Displacement Hydrostatic Transmission for Rotorcraft and Distributed Propulsion 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7707755
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9265209
关于积分的说明 20053372
捐赠科研通 7284216
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3296106
关于科研通互助平台的介绍 2451002
邀请新用户注册赠送积分活动 2303106