研究背景

水下目标的被动定位一直是深海水声学研究的热点和难点。随着环境噪声级逐年提高以及目标辐射噪声级的逐年降低，导致接收信号的信噪比下降，增加了目标被动定位的难度。

现有的被动定位方法包括匹配场处理、基于多途到达结构或干涉结构的方法。传统的匹配场处理方法需要获得定位范围内的拷贝场，计算量较大，且对海洋环境的失配敏感。而一些环境失配稳健的自适应匹配场处理方法，例如WNC、MCM等，在声源级较低（105 dB以下）时基本失效。并且为了有更好的分辨率，通常需要大孔径阵列，因此在深海环境中难以被广泛采用。

在深海环境中，当声源位于海面附近而接收位于海底附近时，接收器接收到的信号中主要包含直达波和海面反射波，存在明显的多途特性。基于多途到达结构或干涉结构的方法，通过匹配多途到达角度、时延差或者干涉条纹进行目标的距离和深度估计。对于宽带的低声源级辐射噪声信号，难以直接从接收信号中观察到明显的特征。通过垂直阵波束形成方法可以获得频域条纹干涉周期或者时延差从而进行目标距离和深度估计，但在低信噪比情况下，可靠定位范围较小，不能有效利用直达声区范围。