CN105785319B - 机场场面目标声学定位方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种机场场面目标声学定位方法、装置及系统，该定位装置包括声音信号接收单元、有效阵元节点选择单元和声源目标定位单元。声音信号接收单元用于接收由多个声传感器构成的节点阵元阵中的声音信号，节点阵元阵基于机场场面布设。有效阵元节点选择单元用于根据声音信号，在多个节点阵元阵中选择有效阵元节点。声源目标定位单元用于基于有效阵元节点，进行声源目标定位。本发明提供的机场场面目标声学定位方法、装置及系统，能够快速确定有效阵元节点，降低后续声源定位的计算复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及声学定位技术领域，尤其是涉及一种机场场面目标声学定位方法、装置及系统。
背景技术
场面监视雷达(Surface Movement Radar,SMR)是传统的场面监视技术，广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast，ADS-B)和多点定位(Multilateration，MLAT)是近年发展起来的定位监视技术。场面监视雷达利用目标对电磁波的反射实现目标探测，但是不具备目标识别能力，监视覆盖区域有限，易出现盲区，对天气比较敏感。因其造价昂贵，所需巨额投入制约了其在大量中小型机场的使用，目前主要应用于大型机场。广播式自动相关监视系统是目标利用全球卫星定位系统定位自身后，通过数据链广播自身位置信息的一种定位监视技术，进行监视的飞机和车辆必须加装相关的卫星定位设备。多点定位利用布设于地面的多个接收站接收机载应答机发送的A/C/S模式应答信号，通过测量应答信号到达不同接收站间的时间差计算飞机的准确位置，需要目标发送信号才能实现定位。
虽然，机场场面监视目前的主流方法仍是以电磁波为媒介的定位监视技术，但是，通常电磁能量辐射和检测的技术复杂，成本较高。尤其，存在严重电磁干扰时，定位性能降低甚至失效，例如电离层波动对广播式自动相关监视系统定位信号的影响，日益复杂的机场电磁环境使定位信号产生混叠、畸变等。因此，声学定位技术应用于机场场面目标定位，具有一些独特的优点，例如：定位信号容易获取，不会向周围环境辐射能量，也无需对定位对象进行设备加改装；不受机场电磁环境影响，也不受光照和天气条件影响；成本低廉，声学定位相对于电学定位具有很大的成本优势。
目前，机场声场复杂多变，声源接收装置(例如，麦克风)所接收到的信号不仅有代表不同声源的不相干信号，还有因各种障碍物反射所形成的相干混响信号。若声源接收装置的布设结构不合理，或声源接收装置接收的信号中，噪声或干扰较多，有效信号较少，则后续声源目标定位计算的复杂度上升，或准确率下降，影响飞行器的定位。节点阵元阵的空间选择特性，对于后续信号处理有着非常重要的影响。同时，布设的节点阵元阵较多，声源目标也较多，节点阵元阵拾取多路空间选择性信号，若启用所有节点阵元阵的输出参与阵列信号处理，将使声源定位算法的计算复杂度急剧上升。若启用部分的节点阵元阵的输出参与阵列信号处理，则对于节点阵元阵的选取就会尤为重要，有效的节点阵元阵能够为声源目标定位提供信息支持，无效的节点阵元阵提供的支持信息较少，甚至影响声源目标定位。
为了统筹计算复杂度与定位性能，以何种策略在众多布局不规则的节点阵元阵中确定出有效的阵元节点参与目标声源定位是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明旨在提供一种机场场面目标声学定位方法、装置及系统，能够快速确定有效阵元节点，降低后续声源定位的计算复杂度。
第一方面，本发明提供一种机场场面目标声学定位方法，该方法具体步骤如下：
步骤S1，接收由多个声传感器构成的节点阵元阵中的声音信号，节点阵元阵基于机场场面布设；
步骤S2，根据声音信号，在多个节点阵元阵中选择有效阵元节点；
步骤S3，基于有效阵元节点进行声源目标定位。
进一步地，在步骤S2中，该机场场面目标声学定位方法具体包括如下步骤：
步骤S21：实时分析布设的每一节点阵元阵中的声音信号，选择声音信号中具有飞行器发动机的特征子带的节点阵元阵；
步骤S22：实时计算具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在特征子带内的信号功率；
步骤S23：将信号功率大于预定功率阈值的节点阵元阵作为有效阵元节点。
进一步地，在步骤S22中，该机场场面目标声学定位方法的信号功率通过如下公式确定：
其中，P为具有飞行器发动机的特征子带的节点阵元阵在特征子带内的信号功率，S(jω)为具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵的声信号频谱，ωL为特征子带的下截止频率，ωH为特征子带的上截止频率。
基于上述任意机场场面目标声学定位方法实施例，进一步地，在步骤S21之前，该方法还包括：
步骤S20，滤除布设的节点阵元阵中的噪声。
第二方面，本发明提供一种机场场面目标声学定位装置，该定位装置包括声音信号接收单元、有效阵元节点选择单元和声源目标定位单元。声音信号接收单元用于接收由多个声传感器构成的节点阵元阵中的声音信号，节点阵元阵基于机场场面布设。有效阵元节点选择单元用于根据声音信号，在多个节点阵元阵中选择有效阵元节点。声源目标定位单元用于基于有效阵元节点进行声源目标定位。
进一步地，该机场场面目标声学定位装置的有效阵元节点选择单元包括信号分析模块、功率计算模块和阵元确定模块。信号分析模块用于实时分析布设的每一节点阵元阵中的声音信号，选择声音信号中具有飞行器发动机的特征子带的节点阵元阵。功率计算模块用于实时计算具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在特征子带内的信号功率。阵元确定模块用于将信号功率大于预定功率阈值的节点阵元阵作为有效阵元节点。
进一步地，在功率计算模块中，信号功率通过如下公式确定：
其中，P为具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在特征子带内的信号功率，S(jω)为具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵的声信号频谱，ωL为特征子带的下截止频率，ωH为特征子带的上截止频率。
基于上述任意机场场面目标声学定位装置实施例，进一步地，信号分析模块的信号输入端还连接有滤波模块，滤波模块用于滤除布设的节点阵元阵中的噪声。
第三方面，本发明提供一种机场场面目标声学定位系统，该定位系统包括基于机场场面布设的声传感器节点阵元阵，以及处理器，处理器用于接收声传感器节点阵元阵中的声音信号，并根据声音信号，选择有效阵元节点以对声源目标进行定位。
本发明提供的机场场面目标声学定位方法和装置，该定位装置包括声音信号接收单元、有效阵元节点选择单元和声源目标定位单元。声音信号接收单元进行接收由多个声传感器构成的节点阵元阵中的声音信号，节点阵元阵基于机场场面布设。根据声音信号，有效阵元节点选择单元在多个节点阵元阵中选择有效阵元节点。基于有效阵元节点，声源目标定位单元进行声源目标定位。
本发明提供的机场场面目标声学定位系统，该定位系统包括声传感器和处理器。声传感器基于机场场面布设，构成节点阵元阵。处理器接收声传感器的声音信号，并根据声音信号，从众多节点阵元阵中选择有效阵元节点，基于有效阵元节点再对声源目标进行定位。
因此，本发明提供的机场场面目标声学定位方法、装置及系统，能够快速确定有效阵元节点，降低后续声源定位的计算复杂度。
附图说明
图1是本发明机场场面目标声学定位方法提供的一个机场场面目标声学定位方法流程图；
图2是本发明机场场面目标声学定位方法提供的一个选择有效阵元节点方法流程图；
图3是本发明机场场面目标声学定位方法提供的另一个机场场面目标声学定位方法流程图；
图4是本发明机场场面目标声学定位装置提供的一个机场场面目标声学定位装置结构示意图；
图5是本发明机场场面目标声学定位装置提供的一个有效阵元节点选择单元结构示意图；
图6是本发明机场场面目标声学定位系统提供的一个系统结构示意图；
图7是本发明机场场面目标声学定位系统提供的另一个系统结构示意图；
图8是本发明机场场面目标声学定位系统提供的一个飞行器发动机声音信号的频谱图；
图9是本发明机场场面目标声学定位系统提供的一个飞行器发动机声音信号能量分布直方图；
具体实施方式
下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
第一方面，本发明提供了一种机场场面目标声学定位方法，具体说明如下：
本实施例提供一种机场场面目标声学定位方法，结合图1，该方法具体步骤如下：
步骤S1，接收由多个声传感器构成的节点阵元阵中的声音信号，节点阵元阵基于机场场面布设；
步骤S2，根据声音信号，在多个节点阵元阵中选择有效阵元节点；
步骤S3，基于有效阵元节点进行声源目标定位。
本实施例提供的机场场面目标声学定位方法，接收声传感器的声音信号，声传感器是基于机场场面布设构成节点阵元阵，检测机场场面的声音信号。基于机场场面布设的节点阵元阵具有良好的空间选择性，能够从空域角度，尽可能地实现对目标位置方向进行声音信号的检测，并尽可能地对非目标位置方向的噪声与干扰进行抑制。根据声音信号，从多个节点阵元阵中确定有效阵元节点。基于有效阵元节点，进行声源目标定位。有效阵元节点参与声源目标定位计算，为声源目标定位计算提供信息支持。采用该定位方法能够从众多节点阵元阵中确定有效阵元节点，有效降低声源目标定位计算中的计算复杂度，且具有良好的定位性能。因此，本实施例提供的机场场面目标声学定位方法，能够快速确定有效阵元节点，降低后续声源定位的计算复杂度。
为了进一步实现快速确定有效阵元节点，本实施例机场场面目标声学定位方法还可以采用多种选择有效阵元节点的方式。例如，在设定时间段内，检测出具有飞行器发动机振动频段的声音信号，则表明该节点阵元阵是有效阵元节点。优选地，在本实施例机场场面目标声学定位方法的步骤S2中，结合图2，该方法具体包括如下步骤：
步骤S21，实时分析布设的每一节点阵元阵中的声音信号，选择声音信号中具有飞行器发动机的特征子带的节点阵元阵；
步骤S22，实时计算具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在特征子带内的信号功率；
步骤S23，将信号功率大于预定功率阈值的节点阵元阵作为有效阵元节点。
实时检测预定分布各节点阵元阵的声音信号，选择声音信号中具有飞行器发动机的特征子带的节点阵元阵。再计算该节点阵元阵在特征子带内的信号功率，信号功率大于预定功率阈值时，该节点阵元阵能够作为有效阵元节点。本实施例定位方法根据飞行器发动机的特征子带和信号功率，从众多节点阵元阵中确定出有效阵元节点，参与后续声源目标定位。特征子带即为飞行器发动机的能量集中频段，符合飞行器发动机的振动频率特征。在信号功率大于功率阈值时，则表明声源目标在阵元节点的检测范围内，能够作为有效阵元节点，为后续声源目标的定位提供信息支持，参与后续声源目标的定位计算。本实施例机场场面目标声学定位方法，能够快速确定有效阵元节点，降低后续声源定位的计算复杂度。
优选地，在步骤S22中，在特征子带内进行积分，再对特征子带带宽求平均，得到信号功率，即信号功率通过如下公式确定：
其中，P为具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在特征子带内的信号功率，S(jω)为具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵的声信号频谱，ωL为特征子带的下截止频率，ωH为特征子带的上截止频率。本实施例定位方法在特征子带内，对特征子带的频谱进行积分，得到特征子带内的信号能量，再对特征子带带宽求平均，得到信号功率。该信号功率计算公式准确度高，误差较小，误判率低。
基于上述任意机场场面目标声学定位方法实施例，优选地，该方法还包括：滤除布设的节点阵元阵中的噪声。结合图3，具体包括如下步骤：
步骤S31，接收由多个声传感器构成的节点阵元阵中的声音信号，节点阵元阵基于机场场面布设；
步骤S32：滤除布设的节点阵元阵中的噪声；
步骤S33：实时分析布设的每一节点阵元阵中的声音信号，选择声音信号中具有飞行器发动机的特征子带的节点阵元阵；
步骤S34：实时计算具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在特征子带内的信号功率；
步骤S35：将信号功率大于预定功率阈值的节点阵元阵作为有效阵元节点。
步骤S36，基于有效阵元节点进行声源目标定位。
本实施例机场场面目标声学定位方法，过滤节点阵元阵接收的声音信号，除去声音信号中的噪声，得到能量集中的声音信号。该定位方法能够从频域的角度，滤除特征子带之外的非声源目标产生的噪声或干扰，例如，非目标发动机产生的噪声等。为后续声音信号的检测、计算和分析，降低噪声和干扰的影响，提高后续检测、计算和分析的效率，为声源目标的定位计算降低计算复杂度，节省计算能量。在计算得出的信号功率小于或等于功率阈值时，则表明声源目标超过阵元节点的检测范围，或者所接收的声音信号是经过障碍物反射形成的相干混响信号。在未检测出具有飞行器发动机的特征子带时，则表明声源目标不在阵元节点的检测范围。该节点阵元阵处于非工作状态或休眠状态，不会参与后续声源目标的定位计算。
第二方面，本发明提供了一种机场场面目标声学定位装置，具体说明如下：
本实施例提供一种机场场面目标声学定位装置，结合图4，该定位装置包括声音信号接收单元41、有效阵元节点选择单元42和声源目标定位单元43。声音信号接收单元41用于接收由多个声传感器构成的节点阵元阵中的声音信号，节点阵元阵基于机场场面布设。有效阵元节点选择单元42用于根据声音信号，在多个节点阵元阵中选择有效阵元节点。声源目标定位单元43用于基于有效阵元节点进行声源目标定位。
本实施例提供的机场场面目标声学定位装置，该定位装置的声音信号接收单元41进行接收由多个声传感器构成的节点阵元阵中的声音信号，节点阵元阵基于机场场面布设。基于机场场面布设的节点阵元阵具有良好的空间选择性，能够从空域角度，尽可能地实现对目标位置方向进行声音信号的检测，并尽可能地对非目标位置方向的噪声与干扰进行抑制。根据声音信号，有效阵元节点选择单元42在多个节点阵元阵中选择有效阵元节点。基于有效阵元节点，声源目标定位单元43进行声源目标定位。有效阵元节点参与声源目标定位计算，为声源目标定位计算提供信息支持。采用该系统能够在众多节点阵元阵中确定出有效阵元节点，有效降低声源目标定位计算中的计算复杂度，且具有良好的定位性能。因此，本实施例提供的机场场面目标声学定位装置，能够快速确定有效阵元节点，降低后续声源定位的计算复杂度。
优选地，本实施例定位装置的有效阵元节点选择单元包括信号分析模块52、功率计算模块53和阵元确定模块54。结合图5，信号分析模块52用于实时分析布设的每一节点阵元阵中的声音信号，选择声音信号中具有飞行器发动机的特征子带的节点阵元阵。功率计算模块53用于实时计算具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在特征子带内的信号功率。阵元确定模块54用于将信号功率大于预定功率阈值的节点阵元阵作为有效阵元节点。本实施例定位装置，通过信号分析模块52实时分析布设的每一节点阵元阵中的声音信号，选择声音信号中具有飞行器发动机的特征子带的节点阵元阵。功率计算模块53进行实时计算具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在特征子带内的信号功率。阵元确定模块54将信号功率大于预定功率阈值的节点阵元阵作为有效阵元节点。本实施定位装置的有效阵元节点选择单元能够快速确定出有效阵元节点，参与声源目标的定位计算，有效降低定位计算中的计算复杂度。
优选地，本实施例定位装置的功率计算模块53，具体计算信号功率时，在特征子带内进行积分，再对特征子带带宽求平均，得到信号功率，即：
其中，P为具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在特征子带内的信号功率，S(jω)为具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵的声信号频谱，ωL为特征子带的下截止频率，ωH为特征子带的上截止频率。本实施例定位装置的功率计算模块53采用该信号功率计算公式，使得该功率计算模块53的准确度高，误差较小，误判率低。
基于上述任意机场场面目标声学定位装置实施例，优选地，该有效阵元节点选择单元还包括滤波模块51，连接于信号分析模块52的信号输入端，用于滤除布设的节点阵元阵中的噪声。结合图5，滤波模块51除去布设的节点阵元阵接收信号中的噪声，得到能量集中的声音信号。再将声音信号传送至信号分析模块52、功率计算模块53和阵元确定模块54，确定该节点阵元阵是否为激活阵元节点，能否作为有效阵元节点。该定位系统能够从频域的角度，滤除特征子带之外的非声源目标产生的噪声或干扰，例如，非目标发动机产生的噪声等。为后续声音信号的检测、计算和分析，降低噪声和干扰的影响，提高后续检测、计算和分析的效率，为声源目标的定位计算降低计算复杂度，节省计算能量。在计算得出的信号功率小于或等于预定功率阈值时，则表明声源目标超过阵元节点的检测范围，或者所接收的声音信号是经过障碍物反射形成的相干混响信号。在未检测出具有飞行器发动机的特征子带时，则表明声源目标不在阵元节点的检测范围。判定模块54将该节点阵元阵判定为未激活节点阵元阵，即节点阵元阵处于非工作状态或休眠状态，不会参与后续声源目标的定位计算。
第三方面，本实施例还提供一种机场场面目标声学定位系统，结合图6，该定位系统包括声传感器61和处理器62，声传感器61布设于机场场面，基于机场场面构成节点阵元阵，具有空间选择性，有利于目标声音信号的检测，以及对噪声和干扰的有效抑制，抑制来自地面、低空和远场的干扰及噪声，且对期望方向入射的声波响应达到最大，最大限度地拾取近场目标声波，降低干扰声源数目。处理器62接收声音信号，并根据所述声音信号，选择有效阵元节点以对声源目标进行定位。在确定有效阵元节点时，处理器62实时分析布设的每一节点阵元阵中的声音信号，选择声音信号中具有飞行器发动机的特征子带的节点阵元阵。处理器62再计算具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在特征子带内的信号功率。本发明提供的机场场面目标声学定位系统，通过基于机场场面布设的声传感器节点阵元阵，检测机场场面的声音信号。处理器接收声传感器的声音信号，并根据声音信号，从众多节点阵元阵中选择有效阵元节点，基于有效阵元节点再对声源目标进行定位，能够快速确定有效阵元节点，降低后续声源定位的计算复杂度。
本实施例还提供另一种机场场面目标声学定位系统，结合图7，该定位系统包括声传感器71、滤波器72和处理器73，声传感器71布设于机场场面，基于机场场面构成节点阵元阵，具有空间选择性，有利于目标声音信号的检测，以及对噪声和干扰的有效抑制。在机场场景中，地面、建筑物等障碍物对声波形成的反射、低空飞行器噪声、远场机动目标声源干扰均是近场阵列信号处理的杂波干扰。对声传感器71进行空间波束赋形，能够抑制来自地面、低空和远场的干扰及噪声，将声传感器71阵列信号处理区限定在机场场面的近场，且对期望方向入射的声波响应达到最大，最大限度地拾取近场目标声波，降低干扰声源数目。即从空域滤波角度，尽可能地实现对目标位置方向的声波提取，同时，尽可能地实现对非目标信号方向的噪声与干扰抑制。本实施例定位系统的滤波器72连接于处理器73的信号输入端，能够滤除布设的节点阵元阵中的噪声。
目标飞行器的发动机旋转时，发出声音，作为声传感器71检测时的目标声音信号。发动机声信号能量集中的频段就是发动机声信号的特征子带，属于宽带低频信号。发动机声音信号蕴含了发动机转速、发动机类型等信息，以实际采集的机场飞行器发动机声音信号进行频谱分析，具有如图8所示的频谱，即特征子带的频谱图。由图8可见，飞行器发动机声音信号能量主要集中在低频部分。为更清楚地分析信号的能量分布，在0～2099Hz的频率范围内，统计每100个频点对应的信号能量之和，得到飞行器发动机声音信号能量分布直方图，如图9所示。从图9中可以看出，声音信号能量高的频段主要集中在0～1500Hz范围内，即信号在低频段的能量较高。
首先，声传感器71的分布具有空间选择性，构成节点阵元阵，实时检测机场场面上的声音，形成接收信号。声传感器71能够从空域滤波角度，尽可能地实现对目标位置方向的声音信号提取，且尽可能地实现对非目标信号方向的噪声与干扰抑制。
其次，滤波器72滤除布设的节点阵元阵中的噪声，对接收信号进行过滤，滤除其它无用信号，提取具有特征子带的频段信号，用于后续进行信号检测和分析。滤波器72能够从频域滤波角度，提取特征子带所在频段内的信号，滤除了特征子带之外的非目标发动机产生的噪声与干扰。
最后，处理器73接收声音信号，并根据所述声音信号，选择有效阵元节点以对声源目标进行定位。在确定有效阵元节点时，处理器73实时分析布设的每一节点阵元阵中的声音信号，选择声音信号中具有飞行器发动机的特征子带的节点阵元阵。处理器73再计算具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在特征子带内的信号功率。其具体计算过程为：在特征子带内对频谱进行积分，得到特征子带内的信号能量，也即发动机声信号的能量：
其中，E为具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在特征子带内的信号能量，S(jω)为具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵的声信号频谱，ωL为特征子带的下截止频率，ωH为特征子带的上截止频率。
信号能量对特征子带带宽求平均，得到信号功率，即
其中，P为具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在特征子带内的信号功率。
处理器73再将信号功率大于预定功率阈值的节点阵元阵作为有效阵元节点，参与声源目标定位计算。最后，处理器73根据有效阵元节点，进行声源目标定位。若信号功率小于或等于预定功率阈值，则该声传感器71不能作为激活阵元节点，即有效阵元节点。若声传感器71中的接收信号不具备特征子带，和/或信号功率不大于预定功率阈值，处理器73将该节点阵元阵作为未激活阵元节点，未激活的节点阵元阵处于非工作状态或休眠状态，不参与目标声源定位计算，无需启用所有节点阵元阵参与阵列信号处理，有利于降低目标声源定位算法的计算复杂度，并节省能量。
尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于实施方案，而归于权利要求的范围，其包括每个因素的等同替换。
Claims (7)
1.一种机场场面目标声学定位方法，其特征在于，包括：
步骤S1，接收由多个声传感器构成的节点阵元阵中的声音信号，所述节点阵元阵基于机场场面布设；
步骤S2，实时分析布设的每一所述节点阵元阵中的声音信号，选择所述声音信号中具有飞行器发动机的特征子带的节点阵元阵，所述特征子带为符合飞行器发动机的振动频率特征的频段；
步骤S3，实时计算所述具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在所述特征子带内的信号功率；
步骤S4，将所述信号功率大于预定功率阈值的节点阵元阵作为有效阵元节点；
步骤S5，基于所述有效阵元节点进行声源目标定位。
2.根据权利要求1所述的机场场面目标声学定位方法，其特征在于，
在步骤S3中，所述信号功率通过如下公式确定：
<mrow>
<mi>P</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mrow>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>H</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>L</mi>
</msub>
</mrow>
</mfrac>
<msubsup>
<mo>&Integral;</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>L</mi>
</msub>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>H</mi>
</msub>
</msubsup>
<mo>|</mo>
<mi>S</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>j</mi>
<mi>&omega;</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msup>
<mo>|</mo>
<mn>2</mn>
</msup>
<mi>d</mi>
<mi>&omega;</mi>
</mrow>
其中，P为所述具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在所述特征子带内的信号功率，S(jω)为所述具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵的声信号频谱，ωL为所述特征子带的下截止频率，ωH为所述特征子带的上截止频率。
3.根据权利要求1或2所述的机场场面目标声学定位方法，其特征在于，在步骤S1之后，步骤S2之前，该方法还包括：
滤除布设的所述节点阵元阵中的噪声。
4.一种机场场面目标声学定位装置，其特征在于，包括：
声音信号接收单元，用于接收由多个声传感器构成的节点阵元阵中的声音信号，所述节点阵元阵基于机场场面布设；
有效阵元节点选择单元，用于实时分析布设的每一所述节点阵元阵中的声音信号，选择所述声音信号中具有飞行器发动机的特征子带的节点阵元阵，所述特征子带为符合飞行器发动机的振动频率特征的频段；实时计算所述具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在所述特征子带内的信号功率；将所述信号功率大于预定功率阈值的节点阵元阵作为有效阵元节点；
声源目标定位单元，用于基于所述有效阵元节点进行声源目标定位。
5.根据权利要求4所述的机场场面目标声学定位装置，其特征在于，
在所述有效阵元节点选择单元中，所述信号功率通过如下公式确定：
<mrow>
<mi>P</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mn>1</mn>
<mrow>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>H</mi>
</msub>
<mo>-</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>L</mi>
</msub>
</mrow>
</mfrac>
<msubsup>
<mo>&Integral;</mo>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>L</mi>
</msub>
<msub>
<mi>&omega;</mi>
<mi>H</mi>
</msub>
</msubsup>
<mo>|</mo>
<mi>S</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>j</mi>
<mi>&omega;</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<msup>
<mo>|</mo>
<mn>2</mn>
</msup>
<mi>d</mi>
<mi>&omega;</mi>
</mrow>
其中，P为所述具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在所述特征子带内的信号功率，S(jω)为所述具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵的声信号频谱，ωL为所述特征子带的下截止频率，ωH为所述特征子带的上截止频率。
6.根据权利要求4或5所述的机场场面目标声学定位装置，其特征在于，所述有效阵元节点选择单元还用于：滤除布设的所述节点阵元阵中的噪声。
7.一种机场场面目标声学定位系统，其特征在于，包括：
基于机场场面布设的声传感器节点阵元阵；以及，
处理器，用于接收声传感器节点阵元阵中的声音信号，实时分析布设的每一所述节点阵元阵中的声音信号，选择所述声音信号中具有飞行器发动机的特征子带的节点阵元阵；实时计算所述具有飞行器发动机特征子带的节点阵元阵在所述特征子带内的信号功率，所述特征子带为符合飞行器发动机的振动频率特征的频段；将所述信号功率大于预定功率阈值的节点阵元阵作为有效阵元节点；基于所述有效阵元节点进行声源目标定位。
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