雷厉风行,直击要害,是工作九年的王昊给大家留下最深刻的印象。在信号处理和体系信息综合处理工作中,需要给原本冰冷的声纳设备注入灵魂,帮助它们在浩瀚无垠的大海中,面对如满天繁星般的干扰,更好更快地发现目标,而王昊就是这个灵魂画手。

本科刚入学时,王昊对声纳的了解还懵懵懂懂,在《声纳原理》课程上,他第一次看到极坐标系下束控扫描的仿真画面,一个个波束规整、均匀的排列,进而实现声纳信号检测、参数估计等各式功能,正是在那时,他第一次直观地感受到了数学和物理结合的科学之美。研一时,导师让他探索如何在小尺度平台上获得超分辨的空间处理能力,他第一次深刻理解了高分辨谱估计算法的精妙。当他动手仿真出子空间类算法的尖锐谱峰时,这让他对信号信息处理有了更多的热爱。
2017年,王昊负责主持预研项目研究。面对全新的选题,毫无头绪的他首先想到的就是在已有文献中探索,于是便下载了近二十年高引的自适应处理文献,逐篇研读和仿真。大量的想法在王昊头脑中碰撞,他联想了一个个有效的处理手段:前后向平滑能够解相干、提高谱估计算法的方位估计精度,那么是否也能应用于自适应处理器,改善其稳健性、提高其参数估计精度呢?初步的想法有了!王昊当即就开始编程跑仿真,结果比较理想,但是在低信噪比条件下性能略有损失。一瞬间,又一个想法从他脑海中闪过,为什么不能利用特征向量子空间的概念来改善低信噪比下算法的性能呢?科研中的成功有时候来得很意外,但这都是基于王昊持续不断地探索,才有了多次灵光乍现的机会。果然,算法完善后再加以仿真,性能得到了很大提升。
王昊来入所后承接的第一个任务,是某装备系统的软件开发。正所谓磨刀不误砍柴工,他没有急于编写程序代码,而是慢下来,仔细梳理算法流程,再对相关算法理论深入学习,然后基于MATLAB,自己动手编写了全部流程的算法,同时设计了模拟数据生成软件,仿真分析了算法在不同条件下的性能。在算法得到充分验证的基础上,王昊才开始井然有序地在硬件平台上开发软件模块,编程工作效率大大提高,同时也帮助他更加深刻地理解和认识到,信号处理对声纳的重要意义。
高性能算法的工程实现,需要联合平台强大的数学运算和并行运算能力。2015年,王昊所在的项目组想要基于INTEL编译器进行信号处理算法开发。由于此前所内没有相关使用经验,只能从零开始,一步步搜索集成开发环境、编译器以及工程的配置方法。“还记得那时,配置环境变量屡试不对,让我开始怀疑自己。但到了第二天上班时,我和同事们都又变成愚公,锲而不舍地探究解决之道”。甚至在工作之外,他和同事守在电脑前,在集成开发环境中对各类属性逐项尝试。即便这样会导致时间成本较高,但功夫不负有心人,大半个月的屡战屡败,屡败屡战,集成了矩阵向量运算、信号处理函数的工程终于顺利通过编译、同时计算正确,这为所内信号处理高性能并行运算及软件开发提供了宝贵经验。
处处留心皆学问,科学的问题不是一时间就能解决的,很多时候都是在解决一个问题时偶然发现另外一个问题的解决办法。而这种偶然,是源于时刻将问题记在心中,随时留心,才能寻找到最后的答案。
2016年,王昊负责某主动探测功能试验数据分析的工作。在做主动单频多普勒估计时,所里常用的处理方式是设计IIR高通滤波器,这种处理方式表达复杂且有反馈,编程实现较为繁杂。王昊对此有些许不解,为什么不采用简洁又无反馈的FIR滤波处理呢?后来,他在看一篇关于数字信号处理的论文时了解到,带反馈的滤波器,在相同的频响特性条件下,可以大大降低存储空间和计算复杂度的需求。在硬件资源不存在瓶颈的今天,两种滤波器的实现都不再是问题,但在存储、计算资源极度有限的当年,这种设计大大降低了滤波的计算负担和存储负担,使得大规模数字信号处理的工程应用成为了可能。正是平日里的处处留心思考,才使他在“无关”处寻得了想要的答案。
2021年,王昊所在的团队开始转向体系综合信息处理领域,他承担的工作是融合探测方向的技术攻关。他首创性地将非线性后置滤波应用于空域融合处理,极大地抑制了融合空间谱的伪峰,大大提升了对弱信号的检测能力。后续经过海上试验验证,为体系化水声系统优化设计提供了宝贵经验。
