Dynamic weighted linear prediction-based on DOA estimation using acoustic vector sensor array on moving platforms

Weidong Wang

doi:10.1016/j.dsp.2026.106464

Dynamic weighted linear prediction-based on DOA estimation using acoustic vector sensor array on moving platforms

2026-08-08

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DOI：10.1016/j.dsp.2026.106464

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为解决小尺度水下移动平台上到达方向（DOA）估计性能受限的挑战，本文提出了一种适用于声矢量传感器阵列（AVSA）的动态加权线性预测（DWLP）方法。首先，利用平台的运动，通过被动合成孔径技术构建等效虚拟AVSA。为填补由此产生的AVSA数据间隙，采用样条插值恢复缺失数据，从而将非均匀阵列重构为均匀线性阵列。随后，基于均匀线性阵列数据的线性相关性，建立线性预测（LP）模型，同步在AVSA两端生成虚拟声矢量传感器（AVS）。在预测过程中，引入动态加权矩阵和误差筛选机制以消除异常预测值，有效提高虚拟AVS数据的精度。为缓解预测误差导致的导向矢量失配问题，通过特征分析重构协方差矩阵，并采用泰勒级数展开校正导向矢量偏差。在此基础上，进一步采用迭代循环优化DOA估计。仿真结果表明，相较于现有的阵列孔径扩展方法，所提出的DWLP方法在所考虑的小尺度移动平台配置下，实现了更高的DOA估计精度和更优的噪声抑制性能。

Keyword:

Acoustic vector sensor array (AVSA)

Array interpolation

Dynamically weighted linear prediction (DWLP)

Direction of arrival (DOA) estimation

Moving platforms

Dynamic weighted linear prediction-based on DOA estimation using acoustic vector sensor array on moving platforms

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