本发明涉及目标深度辨识的，尤其是涉及一种浅海主动目标深度辨识方法。
背景技术：
1、主动目标深度辨识作为目标识别和定位的重要依据，一直是水声工程的重点研究内容。已有的主动目标深度辨识方法主要分为两类，一类是基于匹配场处理(mfp)或匹配波束处理(mmp)的深度辨识方法，一类是基于模态能量分布的深度辨识方法。
2、匹配场处理是利用测量的声学信息进行声源距离和深度的估计，进而做出深度的判决，匹配场作为全波场的反演方法，其对环境参数的变化很敏感。匹配场处理用于主动目标深度辨识会有以下限制：一、目标散射会改变目标与声源和接收器之间声传播的幅度和相位；二、目标的散射函数通常是未知的。
3、目前，现有的主动目标深度辨识方法主要包括：yang提出了利用多途相对幅度的宽带匹配场定位技术，采用基于接收数据特征值分解的模式分解方法实现了对目标深度和距离的估计；premus等人利用浅声源激发的低阶模态能量占比低，深声源激发的高阶模态占比高，设计了不同的模态滤波估计器，用于目标深度的分辨；ryan等人提出了波导不变量自适应滤波器技术，通过均匀亚采样目标回波的stft构建频域多快拍目标回波进而估计谱密度矩阵，用于主动目标深度估计。
4、上述中的现有技术方案存在以下缺陷：现有的主动目标深度辨识方法需要目标的散射函数作为输入，但实际工作中难以精确获取目标的散射函数。
技术实现思路
1、本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种浅海主动目标深度辨识方法，其解决了现有技术中存在的难以准确获取散射函数问题。
2、本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种浅海主动目标深度辨识方法，其特征在于，所述浅海主动目标深度辨识方法包括以下步骤：
3、步骤(1)、构建包括垂直发射阵、水平接收阵、目标的测量声场，垂直发射阵包括n个沿海洋深度方向等距间隔分布的发射换能器，水平接收阵位于垂直发射阵的正下方，水平接收阵包括n个沿海洋水平方向等距间隔分布的接收换能器，目标位于垂直发射阵和水平接收阵的正横方向距离r处；
4、步骤(2)、垂直发射阵上半阵发出升双曲调频信号，垂直发射阵下半阵发出降双曲调频信号，待波束形成后，对接收的宽带目标回波的单波束数据做匹配滤波，分离出升双曲调频信号、降双曲调频信号，得到宽带目标回波互谱的相位，计算出深度分辨特征-过零点数ytest；
5、步骤(3)、在深度分辨之前，基于环境和基阵配置仿真临界深度zlim处的分辨特征量ytest(zlim)；
6、步骤(4)、通过比较临界深度zlim处的ytest(zlim)与实际宽带目标回波互谱的相位得到的ytest的大小来实现深度辨识。
7、本发明进一步设置为：所述步骤(2)还包括以下步骤：
8、(1)、由浅海声场的简正波理论可知，深度为zsi的发射阵元在距离r处深度zt激发的声场可表示为若干简正波的叠加：
9、
10、式中，r表示目标距离，zsi表示发射阵元深度，zt表示目标深度，ω为角频率，i表示发射阵元序号，krm表示本征值，ψm为对应本征值krm的本征函数；
11、(2)、距离r处深度zt的目标激发的声场在接收深度zr处为：
12、
13、式中，r表示目标距离，zr表示接收阵元深度，zt表示目标深度，ω为角频率，i表示发射阵元序号，krn表示本征值，ψn为对应本征值krn的本征函数；
14、(3)、由第i个声源发射声波s(ω)传播至目标p(r,zsi,zt,ω)，经由目标散射t(ω)后，传播至接收器p(r,zr,zt,ω)，接收器接收声场可表示为：
15、
16、式中，s(ω)表示声源发射声波的频谱，t(ω)表示目标的散射函数，r表示目标距离，zsi表示发射阵元深度，zr表示接收阵元深度，zt表示目标深度，ω为角频率，i表示发射阵元序号，krm表示本征值，ψm为对应本征值krm的本征函数，
17、
18、由上述可知，d(zsi,zt,r,ω)与发射阵元深度和目标深度有关，c(zt,zr,r,ω)与发射阵元深度无关，仅取决于目标信息、接收阵信息；
19、(4)、取n元垂直发射阵的上半阵激发目标回波之和pup与下半阵激发目标回波之和pdown的互谱b(zt,ω)，如下所示：
20、
21、式中，n为发射阵元数，ω为角频率，pri为目标回波的复声压，zsj表示第j个发射阵元的深度，zt表示目标深度，zr表示接收阵元深度，r表示目标距离，j表示发射阵元序号；
22、(5)、可以看出，此时互谱b(zt,ω)的幅度受|c2的调制，相位则仅取决于
23、
24、即
25、
26、式中，函数arg{}表示取相位操作，记下面仅分析b0的相位随频率的变化，代入后有，
27、
28、将互谱b0(zt,ω)简化表示为，
29、b0(zt,ω)＝ab(ω)exp(jφb(ω))，
30、式中，zt表示目标深度,ω为角频率,j表示虚数单位，ab(w)为垂直发射阵上半阵激发目标回波与垂直发射阵下半阵激发目标回波互谱的幅度特征，φb(ω)为垂直发射阵上半阵激发目标回波与垂直发射阵下半阵激发目标回波互谱的相位特征；
31、(6)、φb(ω)在处理频带内的过零点数为深度分辨的统计量ytest。
32、综上所述，本发明的有益技术效果为：本发明通过分析垂直发射阵上半阵激发目标回波互谱、垂直下半阵激发目标回波互谱的宽带相位起伏发现，目标深度与相位起伏特性紧密相关，通过对互谱宽带相位起伏特征挖掘实现对目标深度的辨识。
1.一种浅海主动目标深度辨识方法，其特征在于，所述浅海主动目标深度辨识方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种浅海主动目标深度辨识方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括以下步骤：
