本文關(guān)鍵詞：合成孔徑聲納技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工程大學(xué)》 2011年

多波束合成孔徑聲吶成像技術(shù)研究

姚永紅  

【摘要】：多波束測深聲吶是當(dāng)代海洋開發(fā)、地形測繪、資源探尋的重要設(shè)備,在我國開展高分辨率多波束成像聲吶技術(shù)的研究具有廣闊的應(yīng)用前景和重要的戰(zhàn)略意義。目前多波束測深聲吶受波束腳印大小的影響,其航向上的分辨率較低,這從根本上限制了多波束測深聲吶對(duì)水下目標(biāo)及海底地形探測的精度及聲吶成像質(zhì)量。而合成孔徑技術(shù)能夠采用小物理孔徑基陣,依靠信號(hào)處理虛擬合成大孔徑基陣來獲得方位向高分辨率。本文在深入研究合成孔徑聲吶(Synthetic Aperture Sonar, SAS)原理及成像算法的基礎(chǔ)上,主要致力于合成孔徑技術(shù)與多波束測深聲吶的結(jié)合,即重點(diǎn)研究多波束合成孔徑聲吶成像技術(shù),最后對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)進(jìn)行了研究。 首先從合成孔徑聲吶成像技術(shù)入手,說明了合成孔徑聲吶具有高方位向分辨率的原因,給出了點(diǎn)目標(biāo)SAS回波數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)仿真過程,并重點(diǎn)介紹了常規(guī)單接收基元SAS二維成像算法。 論文對(duì)多接收基元SAS成像算法進(jìn)行了深入的研究,分析了停-走-停模型下多接收基元SAS系統(tǒng)誤差的來源,給出了非停-走-停模型下的逐點(diǎn)及逐線算法的成像方案,并通過計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比了新、舊成像方案的成像質(zhì)量。研究結(jié)果表明,新的多接收基元SAS成像方案在考慮了脈沖收發(fā)期間載體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)后,成像效果有著明顯地改善。 基于合成孔徑聲吶的高航向分辨率,為了提高多波束測深聲吶的航向分辨率,本文重點(diǎn)對(duì)多波束合成孔徑聲吶成像技術(shù)進(jìn)行了研究。提出了基于新型陣列結(jié)構(gòu)的多波束SAS成像方案與方位向多頻-多波束SAS成像方案,并深入研究了逐點(diǎn)成像算法在兩種新方案中的應(yīng)用。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,上述兩種成像方法都能夠解決測繪速率與方位模糊之間的矛盾,航向分辨率較多波束測深聲吶有了顯著的提高,且較常規(guī)SAS的成像結(jié)果能夠得到更多的目標(biāo)信息與更高的輸出信噪比。 聲吶載體偏離于其直線航跡而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)誤差需要被準(zhǔn)確估計(jì)出且在回波信號(hào)中給予相應(yīng)地補(bǔ)償。本文對(duì)基于回波信號(hào)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法進(jìn)行了研究,其中單接收陣SAS運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法需要對(duì)距離徙動(dòng)進(jìn)行擬合估計(jì),導(dǎo)致其估計(jì)精度不夠且適用范圍有限,而等效相位中心法不僅可以對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差在側(cè)移和偏航進(jìn)行二維估計(jì),而且其精度高、適用范圍大。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：U666.7
【目錄】：

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3 記者 趙鳳華　通訊員 王毓靜;[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

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5 記者 楊正林 裴聰;[N];西藏日?qǐng)?bào);2007年

6 朱炳貴;[N];中國測繪報(bào);2006年

7 ;[N];電腦報(bào);2006年

8 本報(bào)記者　王明杰　通訊員　陳迎春;[N];福建日?qǐng)?bào);2007年

9 王明杰　陳迎春;[N];閩南日?qǐng)?bào);2007年

10 本報(bào)記者 原玉紅 通訊員 陳海燕;[N];銅川日?qǐng)?bào);2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 魏玉闊;多波束測深假象消除與動(dòng)態(tài)空間歸位技術(shù)[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

2 蘇程;深水多波束測深側(cè)掃聲納顯控系統(tǒng)研究[D];浙江大學(xué);2012年

3 黃賢源;多波束測深數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2011年

4 孫革;多波束測深系統(tǒng)聲速校正方法研究及其應(yīng)用[D];中國海洋大學(xué);2007年

5 王向紅;多波束條帶測深系統(tǒng)數(shù)據(jù)后置處理技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2005年

6 魏青;合成孔徑雷達(dá)成像方法與對(duì)合成孔徑雷達(dá)干擾方法的研究[D];西安電子科技大學(xué);2007年

7 張大煒;機(jī)載SAR實(shí)時(shí)處理技術(shù)和FMCW-SAR成像的研究[D];中國科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所）;2007年

8 陳琦;機(jī)載斜視及前視合成孔徑雷達(dá)系統(tǒng)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所）;2007年

9 李楓;雙基地合成孔徑雷達(dá)成像方法的研究[D];西安電子科技大學(xué);2008年

10 楊永紅;星機(jī)雙基地SAR成像機(jī)理與算法研究[D];電子科技大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 姚永紅;多波束合成孔徑聲吶成像技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

2 安陽;多波束測深系統(tǒng)校驗(yàn)技術(shù)研究[D];大連海事大學(xué);2012年

3 張毅樂;多波束相干測深技術(shù)研究及其算法DSP實(shí)現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

4 吳鵬;基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)暮铣煽讖铰暭{波束形成算法研究[D];武漢理工大學(xué);2009年

5 王洪彥;合成孔徑側(cè)掃測深系統(tǒng)有關(guān)技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2009年

6 張偉;多波束測深系統(tǒng)在水下地形測量中的應(yīng)用研究[D];中國地質(zhì)大學(xué)（北京）;2009年

7 陸朋;合成孔徑雷達(dá)實(shí)時(shí)成像技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所）;2003年

8 翟春平;基于電子海圖的淺水多波束測量導(dǎo)航方法研究與軟件開發(fā)[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

9 李軍;淺海多波束測深回波信號(hào)建模及波達(dá)時(shí)間研究[D];南京航空航天大學(xué);2006年

10 張俊輝;多波束測深系統(tǒng)相干法相位檢測及其性能分析[D];哈爾濱工程大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：合成孔徑聲納技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：217082