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2017 Vol.36, Issue 6 Preview Page
Range estimation of underwater acoustic moving source using Doppler frequency map

도플러 주파수 맵을 이용한 수중 이동 음원의 거리 추정

Woong-Jin Park1
,
Ki-Man Kim1*
,
Min su Han2
,
Jae-Yong Choi2
박 웅진1
,
김 기만1*
,
한 민수2
,
최 재용2
1Korea Maritime and Ocean University
1한국해양대학교 전파공학과
2국방과학연구소
*교신저자. *Corresponding Author. 
30 November 2017. pp. 413-418
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Abstract

When measuring the radiated noise of an underwater vehicle, range information between acoustic source and receiver is an important evaluating factor, but it cannot use GPS. There is a method of using the cross correlation for finding the range of the acoustic source instead of the GPS. However, this method has heavy computational loads. This paper proposes a fast Fourier transform based method with a relatively small amount of computation to estimate the range of a source. The proposed method estimates Doppler frequencies of CW signals received at multiple receivers by fast Fourier transform and estimates the source range by comparing theoretical Doppler frequencies map previously calculated by a receiver position and source depth information. Simulation and lake trial were performed to verify the performance.

Keywords
Doppler frequency
Source range estimation
CW signal
Fast Fourier transform
Lake trial

수중 운동체의 방사소음을 측정하는 경우 음원과 수신기 사이의 거리 정보가 중요한 평가 요소이지만 GPS를 사용할 수 없다. GPS를 대신하여 음원의 거리를 찾는 방법으로써 상호 상관도를 사용하는 방법이 있다. 하지만 이는 많은 계산량을 갖는다. 본 논문에서는 상대적으로 적은 연산량을 갖는 고속 퓨리에 변환 기반의 방법을 사용하여 거리를 추정한다. 제안한 방법은 다수의 수신기에 수신되는 CW 신호로부터 고속 퓨리에 변환을 사용하여 도플러 주파수를 추정하고, 수신기 위치, 음원 수심 정보들을 이용하여 이론적으로 미리 산출된 도플러 주파수 맵을 비교하여 거리를 추정한다. 성능검증을 위해 모의 및 호수실험을 수행하였다.

키워드
도플러 주파수
음원 거리 추정
CW 신호
고속 퓨리에 변환
호수실험
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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 : 36
  • No :6
  • Pages :413-418
  • Received Date : 2017-09-25
  • Accepted Date : 2017-11-29
  • DOI :https://doi.org/10.7776/ASK.2017.36.6.413
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