جهت‌یابی منابع همبسته آکوستیکی با آرایه خطی تودرتو بر مبنای حل اسپارس

Abstract

جهت‌یابی منابع آکوستیکی در بسیار از کاربردهای صنعتی و نظامی از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. الگوریتم‌های زیادی تاکنون برای حل این مساله پیشنهاد شده­اند اما شرایط گوناگون و پیچیده‌ای که محیط واقعی به فرضیات مساله اعمال می­نماید باعث شده که همچنان در برخی شرایط، راه حلی برای جهت‌یابی منابع آکوستیکی به‌صورت پایدار و بادقت دلخواه وجود نداشته باشد یکی از این موارد، یافتن جهت منابع آکوستیکی، در محیط های پرانعکاس مانند آب‌های کم عمق دریا است. در این شرایط منابع مجازی زیادی به‌وجود می­آیندکه در واقع کپی منابع مستقل بوده و قابل شناسایی و حذف نیستند. زمانی که تعداد این انعکاس‌ها از تعداد حسگرهای آرایه بیشتر شود، فرضیات روش‌های مرسوم جهت­یابی، اقناع نشده و قابل به‌کارگیری نمی­باشند. در این شرایط با مساله­ تعداد منابع، بیشتر از تعداد حسگرها (فرومعین)، روبرو هستیم. یک ایده مهم برای مقابله با این تاثیر چند مسیرگی، افزایش درجه آزادی آرایه سوناری است که می‌تواند بر مبنای آرایه‌های اسپارس حل شود. در واقع با به‌کارگیری آرایه MRA تعداد حسگرهای آرایه واقعی، به‌طور مجازی افزایش یافت به‌طوری‌که مساله به شرایط عادی (فرامعین) برگردد در این ایده ماتریس منیفولد آرایه طوری اصلاح گردید که متناسب با آرایه‌های غیریکنواخت اسپارس باشد. شبیه‌سازی­ها به‌خوبی عملکرد الگوریتم را در حضور منابع همبسته، قابلیت‌های تفکیک زاویه‌ای و میزان خطای کمتر را تایید می‌نماید به‌طوری‌که با 6 حسگر واقعی در آرایه، الگوریتم توانست 12 منبع اعم از همبسته و مستقل را جهت‌یابی کند در عین حال روش ارائه‌شده از روش‌های مقایسه شده بهتر بوده و بسیار به حد CRLB نزدیک می‌شود.