【摘要】：近年來,隨著陸地可再生資源的不斷減少,各國將重點(diǎn)愈發(fā)放在海洋資源的爭(zhēng)奪上,無論在軍用還是民用方面,海底資源均能帶來巨大利益。因此,對(duì)海水中的地形地貌以及目標(biāo)的探測(cè)成為世界各國研究的熱點(diǎn)。而圖像作為最直觀的觀測(cè)手段更加受到青睞。水下聲成像系統(tǒng)是一個(gè)龐大的體系,目前最常用的成像聲納為測(cè)深側(cè)掃聲納和多波束測(cè)深聲納,其中多波束測(cè)深聲納因具有寬覆蓋和較高的精度則成為這一領(lǐng)域最受青睞的聲納設(shè)備。此論文將研究的主要方向放在預(yù)處理中參數(shù)的估計(jì)部分。要想獲得水聲圖像,首先要對(duì)方位角(DOA-Direction Of Arrival)、回波返回時(shí)間(TOA-Time Of Arrival)以及回波方向上的回波強(qiáng)度(IOA-Intensity Of Arrival)三者進(jìn)行精確估計(jì)。其中IOA可由回波信號(hào)上的幅度信息得到,DOA估計(jì)技術(shù)作為研究的重點(diǎn)以拓展出多種高分辨方位算法,然后通過幅度檢測(cè)法、相位檢測(cè)法或者兩者聯(lián)合檢測(cè)法求得該方位角上對(duì)應(yīng)的回波TOA。而相位檢測(cè)方法具有超寬覆蓋的優(yōu)勢(shì),因此在傳統(tǒng)分裂波束相位檢測(cè)方法上發(fā)展出一系列檢測(cè)方法。本論文為解決多波束測(cè)深聲納中使用傳統(tǒng)分裂波束相位檢測(cè)法中DOA精度與相位差非模糊區(qū)間長度不能共存這一問題,引入側(cè)掃聲納中的三陣元相位中心互相關(guān)技術(shù),將其與波束形成技術(shù)結(jié)合,首先進(jìn)行理論推導(dǎo)得到角度、相位差以及回波到達(dá)角度的估計(jì)誤差的理論表達(dá)式,然后再進(jìn)一步利用計(jì)算機(jī)仿真來分析該方法的實(shí)用性。并探究其不同條件下的估計(jì)性能,主要工作有以下幾點(diǎn):1、推導(dǎo)分裂波束相位檢測(cè)方法中的DOA估計(jì)值與相位差非模糊區(qū)間的理論表達(dá)式,分析總結(jié)其局限性,在進(jìn)一步進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上,把側(cè)掃聲納中的三陣元相位中心互相關(guān)技術(shù)應(yīng)用到多波束測(cè)深聲納中,進(jìn)一步推導(dǎo)出得出該方法在在子陣波束域的理論表達(dá)式,并且通過波束域相位中心互相關(guān)(BPCCC:Beamspace Phase Center Cross-Correlation)技術(shù)估計(jì)其參數(shù),對(duì)其估計(jì)性能進(jìn)行理論分析,驗(yàn)證其可行性。2、在理論推導(dǎo)的基礎(chǔ)上,通過建立信號(hào)模型與仿真海底,在相同前提下對(duì)傳統(tǒng)相位差分裂波束技術(shù)與BPCCC技術(shù)進(jìn)一步進(jìn)行進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證,首先推導(dǎo)得到BPCCC方法理論上的最優(yōu)子陣結(jié)構(gòu)值,仿真驗(yàn)證其理論值的正確性,進(jìn)一步通過仿真驗(yàn)證傳統(tǒng)分裂波束相位檢測(cè)方法與BPCCC方法的參數(shù)估計(jì)性能。3、通過對(duì)全文內(nèi)容分析總結(jié)、得出結(jié)論,探究BPCCC方法在其最優(yōu)子陣結(jié)構(gòu)下是否可以同時(shí)保證DOA高精度與主波束內(nèi)相位差非模糊區(qū)間的長度突破傳統(tǒng)上檢測(cè)方法的限制,以達(dá)到更高的性能水平。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：P714;TB566

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2643613