本书把水下目标的定位和跟踪视为贝叶斯推断问题。在这个框架内，建立了目标定位跟踪及似然比检测和跟踪理论。在建立过程中，强调了使用似然函数表示信息。似然函数可为来自不同传感器信息的估计和联合使用提供通用的手 段，尤其是当这些传感器具有不同的测量空间时。标准的贝叶斯方法内容丰富、功能强大，足以处理多数水下目标定位跟踪问题。本书重点研究了海洋环境参数和声源位置联合反演的贝叶斯方法，逐步引导读者解决基本的目标定位跟踪问题，并提供例子以说明解决这些问题的实际方法。 本书可供从事目标定位跟踪问题研究的工程师和研究人员参考使用。

Bartlett处理器是典型的线性匹配场处理器，它采用已知环境参数、基阵阵型和声场模型计算，得到拷贝场向量，通过与测量数据直接相关的方法估计声源的位置，其特点是对环境参数失配、阵列幅度相位误差、距离／深度空间采样的敏感程度比自适应匹配场处理弱，稳健性较强，但定位正确率依赖于环境失配的程度高，而且旁瓣较高，当出现多个目标时，弱目标很容易被掩盖。旁瓣问题可以通过宽带处理进行有效克服。对于多目标问题，近年来出现的匹配场矩形滤波方法，通过在距离／深度空间内设定合适的通带、阻带和过渡带，可对一定距离／深度范围内的干扰实施抑制，以定位弱目标。但该方法在存在环境失配、传感位置误差等情况时的性能尚需进行进一步研究。

自适应匹配场处理是将自适应阵列信号处理的优点融合到匹配场处理中，权值向量由拷贝场向量和采样协方差矩阵联合估计得到，与Bartlett处理器相比，能够有效地抑制旁瓣和干扰，提供了理论上的最佳阵增益和定位精度。然而在实际使用中，自适应匹配场处理的性能优势由于诸多原因而很难达到，其中最重要的限制是环境失配，其次是目标运动导致的多径信息去相干、水面强干扰会掩蔽水下弱目标等因素。针对环境失配问题，国内外研究者提出了许多宽容的自适应匹配场处理方法。

第１章　匹配场处理…………………………………………………………………１

§１．１　匹配场处理的含义……………………………………………………２

§１．２　水下目标的匹配场被动定位动态……………………………………２

§１．３　匹配场定位原理………………………………………………………４

§１．４　匹配场定位性能………………………………………………………１３

§１．５　匹配场处理面临的困难………………………………………………２８

§１．６　本章小结………………………………………………………………３１

第２章　贝叶斯推断和似然函数…………………………………………………３２

§２．１　贝叶斯推断的情形……………………………………………………３２

§２．２　似然函数和贝叶斯原理………………………………………………３６

§２．３　先验分布的选取………………………………………………………３７

§２．４　贝叶斯计算方法………………………………………………………３９

§２．５　本章小结………………………………………………………………４２

第３章　基于贝叶斯理论的声源定位问题………………………………………４３

§３．１　海洋环境参数模型的选取……………………………………………４４

§３．２　参数上下边界的确定…………………………………………………４５

§３．３　声场计算模型的选取…………………………………………………４５

§３．４　优化算法及改进………………………………………………………４８

§３．５　匹配物理量与目标函数的建立………………………………………５３

§３．６　反演结果的评价………………………………………………………５６

§３．７　本章小结………………………………………………………………５７

第４章　动态海洋环境……………………………………………………………５８

§４．１　海洋环境模型的演变…………………………………………………５８

§４．２　动态海洋环境监测……………………………………………………６０

§４．３　本章小结………………………………………………………………６４

第５章　不确知海洋环境下的贝叶斯聚焦算法…………………………………６５

§５．１　贝叶斯反演基本理论…………………………………………………６６

§５．２　后验概率密度的确定及其数值求解方法……………………………６８

§５．３　实验数据验证…………………………………………………………７５

§５．４　本章小结……………………………………………………………８２

第６章　不确知海洋环境下的多步聚焦法………………………………………８４

§６．１　参数敏感性分析及反演步骤…………………………………………８６

§６．２　实验结果分析…………………………………………………………８９

§６．３　本章小结………………………………………………………………９０

第７章　不确知海洋环境下的贝叶斯声源跟踪法………………………………９１

§７．１　基本理论………………………………………………………………９４

§７．２　实验描述及数据分析…………………………………………………９５

§７．３　声源跟踪结果…………………………………………………………９７

§７．４　本章小结……………………………………………………………１０１

第８章　基于压缩感知的匹配场定位……………………………………………１０２

§８．１　压缩感知……………………………………………………………１０２

§８．２　可行性证明…………………………………………………………１２０

§８．３　多快拍情形下的观测数据矩阵的预处理…………………………１２５

§８．４　测量矩阵中的原子个数精减………………………………………１３１

§８．５　基于压缩感知的匹配场定位算法…………………………………１３２

§８．６　本章小结……………………………………………………………１３３

参考文献……………………………………………………………………………１３４