1.1 研究意义与背景

随着计算机处理能力的飞速增长，我们可以利用一个含有麦克风阵列的系统对声源进行定位。这样一个系统，称之为声源定位系统。声源定位的应用领域非常广泛，包括移动通信、移动机器人、视频会议、银行安全系统、海关、公共场所监视、医学、档案管理、视频会议、人机交互等[1]。在军事方面，由于作战中隐蔽的狙击手历来都是对方军队的最大的障碍，现代电子探测系统对目标检测与参数估计有着迫切的需要，枪声定位的研究得到了越来越多的重视[2]。论文网

在所有基于麦克风阵列的声源定位技术的原理中，基于时延估计的定位算法因计算量小，且不受阵列结构的限制，是实际应用中较为常用的方法。对多路麦克风接收到的信号进行运算可以得到时延，然后利用得到的时延进行几何运算得到声源的位置。最常用的时延估计算法是广义互相关函数法，该算法相对其他的算法来说具有更好的实时性[4]。广义互相关法运算量小，应用十分广泛，所以说研究广义互相关测向法对于枪声信号的定位具有重要的意义。

1.2 研究现状

1.3 论文主要工作与组织结构

在课题的研究设计与实现过程中，主要工作为利用GCC-PHAT的基本原理对实测枪声信号膛口爆音做出方向估计，分析误差统计规律和可能的产生原因。

论文共分六章，其主要结构如下：

第一章：介绍了本文所要研究的课题，主要阐述课题的研究背景，研究意义以及课题的难点和关键技术；讨论了国内外的研究动态以及本论文的主要工作和文章的结构安排。

第二章：详细地介绍弹头声波的基本特点及其产生，主要阐述了膛口爆音的特性。

第三章：叙述了枪声信号采集，介绍了硬件平台，分析了各种因素对膛口爆音信号的影响。

第四章：分析了广义互相关测向法的原理，讨论相位变换广义互相关函数（PHAT-GCC）在该实验中的应用及其优势。

第五章：阐述了膛口爆音的方向估计和性能分析过程，通过Matlab仿真并分析仿真结果，分析最终结果，并给出了三组不同距离的比较。

第六章：结束语，对全文进行总结。文献综述

    本章节中提到了广义互相关法的关键及其应用，GCC-PHAT也为后面的实验提供了很大的帮助。本章最后叙述了本文的主要工作和结构安排。

2 膛口爆音的产生及其特性

2.1 弹头声波的产生

枪械射击时可以产生两种瞬态声音信号：第一种是子弹被击发过程中子弹的火药爆炸，高温，高速，高压气流将弹头推出枪口时形成的膛口爆音；第二种是弹丸在大气中超音速飞行时产生的弹头激波，也叫做马赫波[5]。图2.1是枪声信号的示意图，图2.2为实际捕捉到的枪声信号波形。