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도플러 주파수 맵을 이용한 수중 이동 음원의 거리 추정

Range estimation of underwater acoustic moving source using Doppler frequency map

  • 투고 : 2017.09.25
  • 심사 : 2017.11.29
  • 발행 : 2017.11.30

초록

수중 운동체의 방사소음을 측정하는 경우 음원과 수신기 사이의 거리 정보가 중요한 평가 요소이지만 GPS를 사용할 수 없다. GPS를 대신하여 음원의 거리를 찾는 방법으로써 상호 상관도를 사용하는 방법이 있다. 하지만 이는 많은 계산량을 갖는다. 본 논문에서는 상대적으로 적은 연산량을 갖는 고속 퓨리에 변환 기반의 방법을 사용하여 거리를 추정한다. 제안한 방법은 다수의 수신기에 수신되는 CW 신호로부터 고속 퓨리에 변환을 사용하여 도플러 주파수를 추정하고, 수신기 위치, 음원 수심 정보들을 이용하여 이론적으로 미리 산출된 도플러 주파수 맵을 비교하여 거리를 추정한다. 성능검증을 위해 모의 및 호수실험을 수행하였다.

When measuring the radiated noise of an underwater vehicle, range information between acoustic source and receiver is an important evaluating factor, but it cannot use GPS. There is a method of using the cross correlation for finding the range of the acoustic source instead of the GPS. However, this method has heavy computational loads. This paper proposes a fast Fourier transform based method with a relatively small amount of computation to estimate the range of a source. The proposed method estimates Doppler frequencies of CW signals received at multiple receivers by fast Fourier transform and estimates the source range by comparing theoretical Doppler frequencies map previously calculated by a receiver position and source depth information. Simulation and lake trial were performed to verify the performance.

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참고문헌

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