Método de estimación de dirección de llegada de fuente coherente submarina basado en PGR-SubspaceNet
Autores: Guo, Tuo; Xu, Yunyan; Bi, Yang; Ding, Shaochun; Huang, Yong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Método de estimación de dirección de llegada de fuente coherente submarina basado en PGR-SubspaceNet
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Acústica submarina
Relación señal-ruido
Estimación de azimut de objetivo
SubspaceNet
PConv-GAM Residual SubspaceNet
Estimación de dirección de llegada
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
En el campo de la acústica submarina, la relación señal-ruido (SNR) suele ser baja, y el entorno submarino es complejo y variable, lo que hace que la estimación de la azimut del objetivo sea muy desafiante. Los métodos tradicionales basados en modelos de subespacio muestran una degradación significativa del rendimiento al tratar con fuentes coherentes, baja SNR y datos de instantáneas pequeñas. Para superar estas limitaciones, se propone un modelo mejorado basado en SubspaceNet, llamado PConv-GAM Residual SubspaceNet (PGR-SubspaceNet). Este modelo incorpora el mecanismo de atención global (GAM) en bloques residuales que fusionan la convolución PConv, lo que permite capturar información cruzada y posicional más rica. Esta mejora ayuda al modelo a aprender características de la señal en condiciones submarinas complejas. Los resultados de la simulación demuestran que el método de estimación de azimut del objetivo submarino basado en PGR-SubspaceNet muestra valores más bajos de error periódico cuadrático medio (RMSPE) al manejar diferentes números de fuentes coherentes de banda estrecha. Bajo condiciones de baja SNR y instantáneas limitadas, sus valores de RMSPE son significativamente mejores que los de los métodos tradicionales y los métodos de subespacio mejorados basados en SubspaceNet. PGR-SubspaceNet extrae más características, mejorando aún más la precisión de la estimación de la dirección de llegada. Experimentos preliminares en una piscina validan la efectividad y viabilidad del método de estimación de azimut del objetivo submarino basado en PGR-SubspaceNet.
Descripción
En el campo de la acústica submarina, la relación señal-ruido (SNR) suele ser baja, y el entorno submarino es complejo y variable, lo que hace que la estimación de la azimut del objetivo sea muy desafiante. Los métodos tradicionales basados en modelos de subespacio muestran una degradación significativa del rendimiento al tratar con fuentes coherentes, baja SNR y datos de instantáneas pequeñas. Para superar estas limitaciones, se propone un modelo mejorado basado en SubspaceNet, llamado PConv-GAM Residual SubspaceNet (PGR-SubspaceNet). Este modelo incorpora el mecanismo de atención global (GAM) en bloques residuales que fusionan la convolución PConv, lo que permite capturar información cruzada y posicional más rica. Esta mejora ayuda al modelo a aprender características de la señal en condiciones submarinas complejas. Los resultados de la simulación demuestran que el método de estimación de azimut del objetivo submarino basado en PGR-SubspaceNet muestra valores más bajos de error periódico cuadrático medio (RMSPE) al manejar diferentes números de fuentes coherentes de banda estrecha. Bajo condiciones de baja SNR y instantáneas limitadas, sus valores de RMSPE son significativamente mejores que los de los métodos tradicionales y los métodos de subespacio mejorados basados en SubspaceNet. PGR-SubspaceNet extrae más características, mejorando aún más la precisión de la estimación de la dirección de llegada. Experimentos preliminares en una piscina validan la efectividad y viabilidad del método de estimación de azimut del objetivo submarino basado en PGR-SubspaceNet.