:1001-9081(2012)01-0175-04doi:10.3724/SP.J.1087.2012.001759.摘要：为了有效地实现振源方位估计，设计了山三个加速度传感器组成的三角形阵列时延系统；分别推导了基于单三角形阵列的定向算法及基于双三角形阵列的定距算法，并旦分析了单三角形阵列时延系统的定向精度，从血探讨了单三角形阵列的定向精度与双三角形阵列的定距精度之间的关系；最后通过实验，验证了单三角形阵列对振源方位估计及双三角形阵列对振源距离估计的有效性。?关键词:三角形阵列；时延系统;方位估计;定向精度?:TN911.23;TP212文献标志码:A9.Abstract:Tnordertoeffectivelyachievevibrationsourcebearingestimation,atrianglearraytimedelaysystemcomposedbythreeaccelerationsensorswasdesigned.Localizationalgorithmanddistancedeterminationalgorithmwerederivedforsingletrianglearrayanddoubletrianglesarrayrespectively,andthenthelocalizationaccuracyofsingletrianglearraytimedelaysystemwasalsoanalyzed,sotherelationshipbetweenlocalizationaccuracyanddistancedeterminationaccuracywasinvestigated.Theexperimentalresultsshowthatbothvibrationsourcepositionestimationbysingletrianglearrayandvibrationsourcedistanceestimationbydoubletrianglesarrayareeffective.Keywords:trianglearray;timedehiysystem;bearingestimation;localizationaccuracy9.0引言？当人员、车辆等目标在地面上运动，对于非刚体的地面介质说就是对地血施以一定的激励，这种激励会引起地血的变形，变形在介质中传播形成振动信号，振动信号山振源振动引起介质偏离平衡位置而产生，其频率一•般比较低。振动加速度传感器以其体积小，重量轻，完全以被动方式工作，可全天候、不间断地对人员、车辆等目标进行监测，旦具有极好的保密性和抗干扰性等优点，受到各国的高度重视［1-2］,因此国内外研究人员对多传感器阵列定向理论进行了研究［3-6］,其基本原理为通过测量地面振动信号传达到各个传感器之间的时延来计算信号到达方向，又通过不同的相交计算出目标的方位。研究人员最初的设想是将三个振动加速度传感器等距排成一条宜线组成宜线阵列系统，但是该系统具有不客观测性，随后研究人员通过布置三角形阵列系统对振源方位进行了研究，其中时延估计技术是方位估计中的关键技术，阵列系统在一-定情况下，时延估计的性能直接影响方位估计的精度，其广泛地应用于声呐、雷达、语音信号处理等领域。随着计算机技术的发展，提出了很多的时延估计方法，如广义互相关(GeneralizedCrossCorrelation,GCC)法［7］、互功率相位谱法［8］、多点内插法、有限脉冲响应(FiniteImpulseResponse,FIR)模型参量估计法［9］、最小均方差(leastMeanSquare,LMS)自适应滤波法［10］和特征结构法［11］等，其中自适应算法具有无需或仅需较少有关输入信号利噪声的先验知识，适用于动态目标和变化的环境等优点，因此在本文中，采用自适应算法来计算振动信号的时延值。为了确定振源的位置，除了对振源方位进行估计外，还需要对振源的距离进行估计，然而单三角形阵列对距离的估计精度较低，甚至出现无法定距的现象，因此本文采用了双三角形阵列实现对振源的距离估计。？本文根据人员、车辆等目标引起的地面振动，采用灵敏度较高的振动加速度传感器组成三角形阵列，为了实现对振源方位估计，从理论上分析了影响三角形阵列定向及定距的因素，通过半实物仿真实验验证了本文的理论分析。？1单三角形阵列定向算法？?如图1所示，为三个振动加速度传感器组成的单三角形阵列示意图,图中A,B,C分别是三个振动加速度传感器，建立如图所示的坐标系，传感器坐标分别为(一禺0)、(a,0)、(0,a),T(x,y)为振源坐标，d?i(i=l,2,3)为各个传感器到振源的距离，a为目标在坐标系中的定向角，r?0为振源到坐标系原点的距离，设振动信号传播的速度为C?r,两传感器之间的时延差值设为T??ij?,iKj,i=l,2,3,j二1,2,3,则有：?x?2+y?2=r?2?0(1)?x?2+(y-a)?2=d?2?l(2)?(x-a)?2+y?2=(d?l+d??21?)?2(3)?(x+a)?2+y?2=(d?l+d??31?)?2(4)?又：d??21?=d?2-d?l,d??31?=d?3-d?l,T??21?=(d?2-d...