發(fā)布時間：2017-12-24 23:27

  本文關(guān)鍵詞：合成孔徑聲吶成像算法研究及MATLAB仿真　出處：《杭州電子科技大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 合成孔徑聲吶 波數(shù)域算法 運動補償 多子陣

【摘要】：合成孔徑聲吶技術(shù)是一種新型的高分辨率的水聲成像技術(shù),它利用小孔徑基陣沿航線勻速運動時,周期性的發(fā)送線性調(diào)頻信號,將接收到的回波信號進行相干累加,形成虛擬的大孔徑基陣,實現(xiàn)方位向的高分辨率。合成孔徑聲吶技術(shù)突出的優(yōu)點在于目標(biāo)的方位向分辨率僅與基陣的孔徑大小有關(guān),與目標(biāo)的所在位置或者發(fā)射信號的頻率無關(guān)。但是合成孔徑也存在著缺點:一是對基陣的運動有著嚴(yán)格的要求,因為合成孔徑需要相累加的回波信號必須是相干的;二是需要處理的數(shù)據(jù)量大,系統(tǒng)比較復(fù)雜,這點隨著計算機技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)得到了緩解。由于時域延時求和成像算法在合成孔徑技術(shù)中比較成熟,我國合成孔徑聲吶系統(tǒng)多采用時域延時求和算法。但當(dāng)探測距離變遠(yuǎn)后,合成孔徑聲吶的有效長度大大增加,要處理的數(shù)據(jù)量增多,使得時域延時求和算法不能滿足實時性處理的要求。為此,本文優(yōu)選了波數(shù)域算法,并對其實現(xiàn)的細(xì)節(jié)進行了分析。本文首先研究了合成孔徑聲吶技術(shù)的原理,分析了其方位分辨率不受距離、頻率影響的原因。并且對采用合成孔徑聲吶技術(shù)需要對系統(tǒng)參數(shù)的限制條件進行了詳細(xì)的研究。接著對合成孔徑聲吶技術(shù)中需要運用到的信號處理技術(shù)進行了研究。主要內(nèi)容為經(jīng)典成像算法研究(時域延時求和算法、距離多普勒算法、Chirp-Scaling算法、波數(shù)域算法);多子陣技術(shù)中的數(shù)據(jù)融合技術(shù)和空間采樣不均勻時相位補償方法,可以分為時域數(shù)據(jù)融合和頻域數(shù)據(jù)融合,其中數(shù)據(jù)頻域融合在解決空間采樣不均勻時操作簡單;由于基陣平臺的不穩(wěn)定性和水聲信道的復(fù)雜性所造成的運動誤差補償方面,主要研究了單子陣的相位梯度自聚焦算法和多子陣的冗余相位中心算法。最后通過仿真和真實數(shù)據(jù)驗證了:波數(shù)域算法和時域延時求和算法的精確度是相差無幾的,但運算量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于時域延時求和算法。同時比較了采用不同的場景寬度和插值法對波數(shù)域算法最終成像結(jié)果所造成的影響,驗證了當(dāng)目標(biāo)靠近場景中心時,最近鄰域插值法便能保證波數(shù)域算法最終成像結(jié)果的精確性。并且在“走停走”假設(shè)不成立下,驗證了改進波數(shù)域算法的正確性。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB566

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本文編號：1330412