1.一种高阶声场传感器阵列的实值化超分辨方位估计方法,其特征在于,所述方法包括:利用高阶声场传感器阵列接收空间声场信号,根据各高阶声场传感器的响应向量 构建阵列流形矩阵 ;并基于阵列流形矩阵 确定阵列接收信号 ;以及,基于阵列接收信号 定义多快拍情况的阵列接收信号数据矩阵Y;确定阵列接收信号数据矩阵的协方差矩阵,并结合高阶声场传感器阵列的阵元数量、高阶声场传感器输出的模态信号通道数进行噪声功率估计,并配置噪声功率上界;构建阵列接收信号数据矩阵Y对应的增广矩阵Y aug ;并对增广矩阵Y aug 进行酉变换,获取实数域的阵列接收信号数据矩阵 ;对实数域的阵列接收信号数据矩阵 计算实数域的信号协方差矩阵 ,并配置为阵列接收信号数据协方差矩阵的初始值;构建阵列流形矩阵 对应的增广阵列流形矩阵A aug (Θ Ω );并对增广阵列流形矩阵A aug (Θ Ω )进行酉变换,获取实数域的阵列流形矩阵A r (Θ Ω );基于实数域阵列流形矩阵A r (Θ Ω )获取空间方位谱的初始值,并基于空间方位谱的初始值配置稀疏度的初始值;利用稀疏高分辨方位估计方法,基于空间方位谱的初始值、阵列接收信号数据协方差矩阵的初始值进行迭代至满足预设门限,根据第j次迭代运算的方位谱稀疏度确定方位估计结果;其中,j为正整数。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,高阶声场传感器阵列包括基于N个高阶声场传感器构建的直线形阵列;其中,高阶声场传感器包括M个声压传感器,且均匀分布构成小尺度圆环阵列,圆环阵列孔径的直径为d;其中,N、M分别为正整数。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据各高阶声场传感器的响应向量 构建阵列流形矩阵 ,包括:根据各高阶声场传感器接收的声压响应向量和基于 N max 阶模态信号的模态响应向量进行Kronecker积运算,获取各高阶声场传感器对应的响应向量 ;其中, N max ≤M/2;根据各高阶声场传感器的响应向量 ,结合信号入射方位角度集合 构建高阶声场传感器阵列对应的阵列流形矩阵 。
4.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,基于阵列流形矩阵 确定阵列接收信号 ;以及,基于阵列接收信号 定义多快拍情况的阵列接收信号数据矩阵Y,包括:结合阵列流形矩阵、入射信号向量、信号入射方位角度集合与高斯白噪声,配置高阶声场传感器阵列的阵列接收信号模型,包括:其中, 表示阵列接收信号模型; 表示入射信号向量; 表示均值为0的高斯白噪声,且与入射信号不相关; ; 表示阵列流形矩阵;基于观测空间的角度扫描网格 配置信号入射方位角度集合 ,并重构阵列接收信号模型,包括:其中, 表示阵列流形矩阵; 为具有稀疏性的入射信号向量的矩阵,分别与信号 对应; 为观测空间的角度扫描网格;根据重构的阵列接收信号,定义在多快拍情况的阵列接收信号数据矩阵Y。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,基于空间方位谱的初始值、阵列接收信号数据协方差矩阵的初始值进行迭代至满足预设门限,根据第j次迭代运算的方位谱稀疏度确定方位估计结果,包括:根据实数域的信号协方差矩阵 、噪声功率上界配置噪声功率估计;配置当前迭代周期对应的可变指数因子;根据实数域的协方差矩阵、当前迭代周期对应的可变指数因子对空间方位谱进行更新;根据噪声功率估计、空间方位谱、实数域的阵列流形矩阵,对实数域的协方差矩阵进行更新;确定基于前迭代周期对应的可变指数因子的方位谱稀疏度;在当前迭代周期判断更新的方位谱稀疏度满足预设的迭代终止门限时,停止迭代,并根据当前迭代周期的方位谱稀疏度确定方位估计结果。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,配置当前迭代周期对应的可变指数因子,包括:对可变指数因子配置对应的取值范围, ;基于可变指数因子的取值范围进行离散搜索,确定负对数似然函数 ;根据负对数似然函数 确定当前迭代周期对应的最佳可变指数因子 ,包括:其中, 表示负对数似然函数 的逆函数; ,表示一个折中参数。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,判断更新的方位谱稀疏度满足预设的迭代终止门限,包括:根据相邻两个迭代周期的方位谱稀疏度计算稀疏度变化值;将稀疏度变化值与上一个迭代周期的比值与预设门限进行比对;在比值小于或等于门限值时,确定为满足迭代终止条件;或者,在比值大于门限值时,确定为不满足迭代终止条件。
8.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,根据实数域的信号协方差矩阵 、噪声功率上界配置噪声功率估计,包括:其中, N 表示高阶声场传感器阵列的阵元数; N c 表示高阶声场传感器输出的模态信号通道数。
9.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,根据实数域的协方差矩阵、当前迭代周期对应的可变指数因子对空间方位谱进行更新,包括:其中, α 表示可变指数因子; 表示实数域的阵列流形矩阵。
10.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,根据噪声功率估计、空间方位谱、实数域的阵列流形矩阵,对实数域的协方差矩阵进行更新,包括:其中, 表示单位矩阵; 表示实数域的阵列流形矩阵; 表示空间方位谱; 表示噪声功率估计。