隨著海洋資源開發(fā)和水下監(jiān)測(cè)任務(wù)的不斷深入，水下目標(biāo)探測(cè)環(huán)境日益復(fù)雜。現(xiàn)代水下探測(cè)任務(wù)中集群臨近目標(biāo)探測(cè)、多亮點(diǎn)目標(biāo)識(shí)別、高分辨成像等對(duì)參數(shù)估計(jì)精度提出了更高的要求。傳統(tǒng)的稀疏恢復(fù)方法在目標(biāo)距離-角度估計(jì)中依賴離散化網(wǎng)格或字典，網(wǎng)格失配問題會(huì)導(dǎo)致未處于網(wǎng)格上的目標(biāo)參數(shù)估計(jì)性能下降。
郝程鵬研究團(tuán)隊(duì)將水下目標(biāo)探測(cè)中的距離-角度估計(jì)問題建模為一個(gè)二維無(wú)網(wǎng)格稀疏恢復(fù)問題，進(jìn)一步將其表征為一個(gè)解耦原子范數(shù)最小化問題，突破了傳統(tǒng)稀疏恢復(fù)方法依賴于網(wǎng)格字典的瓶頸。針對(duì)該優(yōu)化問題，團(tuán)隊(duì)還提出了二維快速內(nèi)點(diǎn)法，用于高效且精確地求解參數(shù)估計(jì)問題。在處理一個(gè)具有M×N維（其中N是時(shí)域采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，M是陣元數(shù)）的數(shù)據(jù)時(shí)二維快速內(nèi)點(diǎn)法每次迭代的計(jì)算復(fù)雜度僅為O(N2)，且最大迭代次數(shù)不超過50次。研究結(jié)果顯示，該方法在計(jì)算效率、分辨率以及參數(shù)估計(jì)精度方面具有優(yōu)勢(shì)。
相關(guān)研究成果發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems。
本研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金（No.62371446,?61971412）和青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)（No.2023030）的資助。
圖1?RMSE隨陣列陣元數(shù)變化曲線（圖/中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所）
圖2?計(jì)算時(shí)間隨陣列陣元數(shù)變化曲線（圖/中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所）
圖3?RMSE隨時(shí)域采樣點(diǎn)數(shù)變化曲線（圖/中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所）
圖4?計(jì)算時(shí)間隨時(shí)域采樣點(diǎn)數(shù)變化曲線（圖/中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所）
圖5?RMSE隨SNR變化曲線（圖/中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所）
關(guān)鍵詞：解耦原子范數(shù)最小化，快速內(nèi)點(diǎn)法，二維無(wú)網(wǎng)格稀疏恢復(fù)，距離-角度估計(jì)。
參考文獻(xiàn)：Y. Gao,M. Wu,C. Hao and D. Orlando,"Efficient Gridless Range-angle Estimation for Active Sonar Systems Based on 2D Fast Interior-Point Method,"in IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,DOI:?10.1109/TAES.2025.3576084.
論文鏈接：