【技术实现步骤摘要】
一种线性阵换能器通道一致性校准方法
本专利技术涉及水下定位领域,尤其涉及一种线性阵换能器通道一致性校准方法。
技术介绍
多波束接收机的性能对测深结果非常重要,而接收换能器作为接收机的重要组成部分,它影响到信号的输入和采集,影响到后期信号处理的整个过程。且接收换能器是把声压信号转换到电信号,连接模拟电路,然后才进入AD采样前端。为了保证采集信号的重要性,首先必须保证采集信号的正确性,反应到换能器上主要是幅度的一致性和相位的一致性上,通过对换能器的通道一致性的校准,可以把换能器的加工误差和模拟电路的误差同时进行校准,可以把这些误差降到最低。国内外一般是远场条件下进行换能器的通道校准,这样就对试验条件和试验环境要求比较高,消声水池要求比较大,并且配合NI的控制系统,由于消声水池造价高,国内一般单位很难拥有这样的测试环境。且有的在校准方法中,在测量过程中,对声源和接收阵的吃水深度没有做具体的要求,造成声源和接收阵按照三维空间的几何模型模型,造成算法模型的复杂度。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在解决上述问题,从而提供一种线性阵换能器通道一致性校准方法。为实现上述目的,本专利技术提供了一种线性阵换能器通道一致性校准方法,该方法包括以下步骤:1)在消声水池中安装声源和多波束接收阵,且保证在同一深度的吃水位置,声源的旋转中心和多波束的旋转中心在同一水平位置,所述声源安装在声源法兰上,所述多波束接收阵安装在多波束法兰上;2)通过驱动单元驱动声源工作,声源法兰固定不动,通过控制台控制多波束法兰按照[-α:l:α]旋转,其中α为旋转角度,l为步长;且每一个旋转角度位置都利用与接 ...
【技术保护点】
1.一种线性阵换能器通道一致性校准方法,其特征在于,包括:1)在消声水池中安装声源和多波束接收阵,且保证在同一深度的吃水位置,声源的旋转中心和多波束的旋转中心在同一水平位置,所述声源安装在声源法兰上,所述多波束接收阵安装在多波束法兰上;2)通过驱动单元驱动声源工作,声源法兰固定不动,通过控制台控制多波束法兰按照[‑α:l:α]旋转,其中α为旋转角度,l为步长;且每一个旋转角度位置都利用与接收阵通道数目相同的采集板保存数据,共要保存k=(2α/l+1)组数据,k为保存数据的组数;3)在声源发射方向正对接收阵法线方向时,测量声源到多波束接收阵中心的垂直距离Ver,单位为m,并根据测量的垂直距离Ver计算出声源到多波束接收阵的各个阵元的相位值,并根据各个相位值及对应的阵元获取相位曲线j;4)利用步骤2)保存的k组数据,根据FFT求相位的方式求出每组数据的接收到的相位值,并根据相位值及对应通道获取相位曲线,从求出的k个位置的所有通道的相位曲线中找出与步骤3)中几何位置计算的相位曲线j重合度最高的一条c;5)根据步骤4)得出的相位曲线c对应的相位值数据建立近场的物理模型,根据物理模型建立关于角度 ...
【技术特征摘要】
1.一种线性阵换能器通道一致性校准方法,其特征在于,包括:1)在消声水池中安装声源和多波束接收阵,且保证在同一深度的吃水位置,声源的旋转中心和多波束的旋转中心在同一水平位置,所述声源安装在声源法兰上,所述多波束接收阵安装在多波束法兰上;2)通过驱动单元驱动声源工作,声源法兰固定不动,通过控制台控制多波束法兰按照[-α:l:α]旋转,其中α为旋转角度,l为步长;且每一个旋转角度位置都利用与接收阵通道数目相同的采集板保存数据,共要保存k=(2α/l+1)组数据,k为保存数据的组数;3)在声源发射方向正对接收阵法线方向时,测量声源到多波束接收阵中心的垂直距离Ver,单位为m,并根据测量的垂直距离Ver计算出声源到多波束接收阵的各个阵元的相位值,并根据各个相位值及对应的阵元获取相位曲线j;4)利用步骤2)保存的k组数据,根据FFT求相位的方式求出每组数据的接收到的相位值,并根据相位值及对应通道获取相位曲线,从求出的k个位置的所有通道的相位曲线中找出与步骤3)中几何位置计算的相位曲线j重合度最高的一条c;5)根据步骤4)得出的相位曲线c对应的相位值数据建立近场的物理模型,根据物理模型建立关于角度和距离的目标函数,然后对目标函数求偏导数,获取与实际相符合的最优估计的距离和角度所述获取与实际相符合的最优估计的角度与步骤4)中得出相位曲线c对应的多波束接收阵旋转的角度接近,所述获取与实际相符合的最优估计的距离与步骤3)中距离Ver接近,根据与实际相符合的最优估计的距离和角度得出所有通道相位值,并根据各个相位值及对应的通道获取相位曲线g;6)将步骤5)估计求出的各通道相位值与和步骤4)中相位曲线c对应的各通道相位值相减,得到各通道相位误差,并根据相位误差和对应通道获取相位补偿曲线x;7)将步骤4)中相位曲线c对应的采集数据,通过连续多ping的统计分析,让第一通道作为参考,通过希尔伯特方法...
【专利技术属性】
技术研发人员:常小磊,郑明波,彭东立,王国波,陈亮,王清才,徐学君,丁威,
申请(专利权)人:江苏中海达海洋信息技术有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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