Analysis of the range estimation error of a target in the asynchronous bistatic sonar

Euicheol Jeong; Tae-Hwan Kim

doi:10.7776/ASK.2020.39.3.163

All Issue

2020 Vol.39, Issue 3 Preview Page Next Page

Research Article

Analysis of the range estimation error of a target in the asynchronous bistatic sonar 비동기 양상태 소나의 표적 거리 추정 오차 분석

31 May 2020. pp. 163-169

PDF XML

Abstract

The asynchronous bistatic sonar needs to estimate direct blast arrival time at a receiver to localize targets, and therefore the direct blast arrival time estimation error could be added to target localization error in comparison with synchronous system. Direct blast especially appears as several peaks at the matched filter output by multipath, thus we compared the first peak detection technique and the maximum peak detection technique of those peaks for direct blast arrival time estimation through sea trial data. The test was performed in a shallow sea with bistatic sonar made up of spatially separated source and line array sensors. Line array sensors obtained the target signal which is generated from the echo repeater. As a result, the first peak detection technique is superior to maximum peak detection technique in direct blast arrival time estimation error. The result of this analysis will be used for further research of target tracking in the asynchronous bistatic sonar.

Keywords

Bistatic sonar

Target localization

Direct blast detection

Active sonar

비동기 양상태 소나는 음원 방향에서 수신되는 직접파를 탐지하고 직접파가 수신된 시간을 추정하여 반사파의 거리를 산출한다. 따라서 동기식에 비해 직접파 수신 시간 추정 오차가 표적 거리 추정 오차에 더하여 나타난다. 특히, 직접파는 다중경로 신호에 의해 정합필터 출력이 여러 개의 첨두치로 나타나는데 문턱치를 넘는 첫 번째 첨두치로 직접파 도달시간을 추정하는 기법과 가장 큰 첨두치로 직접파 도달시간을 추정하는 기법에 대하여 분석하였다. 실험은 공간적으로 분리된 음원과 해저에 매설된 선배열 수신센서로 구성된 양상태 소나를 이용하여 모의 반향기에서 반향되는 유사 표적 신호를 획득하는 방식으로 진행되었다. 실험결과 첫 번째 첨두치로 직접파 도달시간을 추정하는 기법이 표적 거리 추정 오차가 더 작은 것을 확인하였다. 도출된 결과는 비동기 양상태 소나의 표적 추적 기법에 활용할 예정이다.

키워드

양상태 소나

표적 위치 추정

직접파

능동소나

References

G. -L. Liang, Y. Zhang, G. -P. Zhang, and K. Liu, "Research on the frequency hopping bistatic sonar system," ICGIP. 8285 (2011).

10.1117/12.913586

E. Jeong, J. -k. Ahn, and J. Kim, "Direct blast detection algorithm for asynchronous bistatic sonar systems" (in Korean), J. Acoust. Soc. Kr. 37, 139-146 (2018).

P. A. M. de Theije and J. -C. Sindt, "Single-ping target speed and course estimation using a bistatic sonar," IEEE J. Ocean. Eng. 31, 236-243 (2006).

10.1109/JOE.2005.858361

Y. T. Chan, Underwater Acoustic Data Processing (Springer, Netherlands, 1989), pp. 3-24.

10.1007/978-94-009-2289-1

S. Coraluppi, "Multistatic sonar localization," IEEE J. Ocean. Eng. 31, 964-974 (2006).

10.1109/JOE.2005.862117

Information

Publisher :The Acoustical Society of Korea
Publisher(Ko) :한국음향학회
Journal Title :The Journal of the Acoustical Society of Korea
Journal Title(Ko) :한국음향학회지
Volume : 39
No :3
Pages :163-169
Received Date : 2020-03-23
Revised Date : 2020-04-26
Accepted Date : 2020-05-21
DOI :https://doi.org/10.7776/ASK.2020.39.3.163

The Journal of the Acoustical Society of Korea ISSN:1225-4428(Print) 2287-3775(Online) 한국음향학회지

All Issue