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本研究利用压缩感知理论进行水声信号测向，以正方形四阵元为模型，通过计算机仿真，说明了该方法的有效性。首先介绍了压缩感知的理论知识以及它的重构算法:匹配追踪算法和正交匹配追踪算法，并给出了阵列波达方位估计(DOA)的一般模型理论。在这些基础之上，以正方形四阵元为模型，应用压缩感知理论进行DOA估计，并与传统算法最小方差无畸响应(MVDR)和多重信号分类(MUSIC)方法相比较，仿真表明压缩感知方法具有较高的分辨率。然后提出了一种简单的测向方法:投影测向法，其优点是简单易用，不需要太多的计算，缺点是只能对一种信号进行测向，当存在两个或更多信号源时，此方法不可用。最后通过旋转基阵，使较少的阵元达到更多阵元的效果，再利用压缩感知理论进行DOA估计，此方法可降低阵列流形矩阵的相关性，提高多信号恢复算法的成功率，拥有较高的分辨率，当信源个数大于阵元个数时，该方法仍能对各信源进行方向估计。为了维护国家海洋权益，及时有效的提供非法作业船只的相关信息，利用.NET和matlab平台开发了水声监听显示控制系统软件。详细介绍了系统设计思路，包括服务器、数据库和客户端的设计以及他们之间的结合。通过利用C＃和matlab混编技术可使系统高效稳定运行;利用短信猫群发短信技术可向工作人员及时发送报警信息，无需每天24小时值守;通过实时更新各类数据特征图显示，可及时了解当前海洋环境情况。