Performance Improvement of Towed Array Shape Estimation Using Interpolation

보간법을 이용한 견인 어레이 형상 추정 기법의 성능 개선

  • Published : 2000.04.01

Abstract

A calibration technique is proposed to improve the performance of 2-D towed array shape estimation using the Kalman filter. In the case of using displacement sensors, 2-D hydrophone positions estimated by the Kalman filter are calculated by assuming that the adjacent hydrophones are horizontally equi-spaced so that maximum distance is equal to the array length. The assumption causes errors in estimating hydrophone positions. The proposed technique using linear model approximation or spline interpolation can reduce the errors by exploiting the fact that the whole length of array is preserved whatever the array shape is. The numerical experiments show that the proposed method is very effective.

칼만 필터를 이용한 2차원 견인 배열 (towed may) 형상 추정 기법의 성능을 개선하는 방법을 제안한다. 변위 센서를 이용할 경우, 기존의 칼만 여파기 방법에 의해 추정된 2차원 하이드로폰 수평 좌표는 총 길이가 배열의 길이와 일치하며 등간격 값을 갖게 된다. 이렇게 고정된 수평 좌표를 사용하는 경우 배열의 왜곡 정도가 심화됨에 따라 오차가 증가하게 된다. 이를 개선하기 위해 선형 근사화 방법 또는 스플라인 보간법을 이용하여 발생하는 오차를 줄일 수 있는 방법을 제안하고 컴퓨터 모의 실험을 통해 그 성능을 검증한다.

Keywords

References

  1. IEEE J. Oceanic Eng. v.17 Calculation of the shape of a towed underwater acoustic array B. E. Howard;J. M. Syck
  2. IEEE J. Ocean. Eng. v.18 Towed array shape estimation using Kalman filters theoretical models D. A. Gray;B. D. O. Anderson;R. R. Bitmead
  3. IEEE J. Ocean. Eng. v.18 Towed array shape estimation using Kalman filters experimental investigations J. L. Riley;D. A. Gray
  4. IEE Proc.-Radar, Sonar, Navig v.143 Towed-array beamforming during ships maneuvering P. Felisberto;S. M. Jesus
  5. J. Acoust. Soc. Am. v.63 Beamforming a towed line array of unknown shape H. Bucker
  6. IEEE J. Ocean. Eng. v.18 Towed array shape estimation using frequency-wavenumber data D. E. Wahl
  7. IEEE J. Ocean. Eng. v.18 The estimation of the shape of an array using a hidden Markov model B. G. Quinn;R. F. Barrett;P. J. Kootsookos;S. J. Searle
  8. Numerical Methods Using MATLAB J. H. Mathews;K. D. Fink