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,即重點研究多波束合成孔徑聲吶成像技術(shù),最后對運動補(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,給出了點目標(biāo)SAS回波數(shù)據(jù)的計算機(jī)仿真過程,并重點介紹了常規(guī)單接收基元SAS二維成像算法。 論文對多接收基元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-停模型下的逐點及逐線算法的成像方案,并通過計算機(jī)仿真實驗對比了新、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)期間載體的相對運動后,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,本文重點對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,并深入研究了逐點成像算法在兩種新方案中的應(yīng)用。仿真實驗結(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)生的運動誤差需要被準(zhǔn)確估計出且在回波信號中給予相應(yīng)地補(bǔ)償。本文對基于回波信號的運動補(bǔ)償方法進(jìn)行了研究,其中單接收陣SAS運動補(bǔ)償方法需要對距離徙動進(jìn)行擬合估計,導(dǎo)致其估計精度不夠且適用范圍有限,而等效相位中心法不僅可以對運動誤差在側(cè)移和偏航進(jìn)行二維估計,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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：U666.7
【目錄】：

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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實現(xiàn)[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

4 吳鵬;基于運動補(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)實時成像技術(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建模及波達(dá)時間研究[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：217082