低采样率被动声定位最优多级插值增采样研究-传感器与微系统

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低采样率被动声定位最优多级插值增采样研究

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研究背景与问题

在现代社会中，被动声源定位技术在多个领域得到广泛应用，如海洋监测、军事侦察等。然而，这些应用往往依赖于高采样率的声波信号处理。但受限于现有硬件条件，实际应用中的声源定位系统往往采用低采样率的采样方式。低采样率导致的信号失真会对定位精度产生负面影响。因此，研究如何在低采样率下提高被动声源定位系统的定位精度成为当前的一个研究热点。

研究方法

本文提出了一种基于到达时间差（TDOA）算法的最优多级插值增采样方法，以解决低采样率声源定位系统中定位精度的问题。首先，采用多种插值算法对具有不同采样率的70个位置的定位结果进行定量评估，筛选出最优的整数插值方法。其次，通过构建数学模型，分析并确定了多级增采样策略中的级数、阶数和插值方法对定位精度的影响。最后，利用模拟数据和实际应用数据验证了所提出方法的可行性和有效性。

核心结果

本研究通过实验证明了以下核心结果：1）所提出的基于到达时间差（TDOA）算法的最优多级插值增采样方法能够显著提高低采样率被动声源定位系统的定位精度；2）通过多级插值策略，能够在不显著增加硬件成本的情况下，大幅提升定位精度；3）所选择的插值方法能够适应不同的定位环境和采样率，具有一定的普适性。

结论与意义

本文提出的最优多级插值增采样方法为低采样率被动声源定位系统提供了一种有效的解决方案。该方法不仅可以提高定位精度，还具有较强的适应性，适用于不同的定位环境和采样率。这对于提高声源定位技术的实用性和应用范围具有重要的理论和实际意义。此外，本研究对于其他低采样率信号处理领域的技术改进也具有一定的启示作用，为我国相关技术的发展提供了有力的理论支撑和技术借鉴。

文章来源：《传感器与微系统》网址: http://www.cgqywxtzzs.cn/qikandaodu/2026/1027/330.html