【技术实现步骤摘要】
一种效率提升的多波束测深方法
本专利技术涉及声呐探深
，具体涉及一种效率提升的多波束测深方法。
技术介绍
1、多波束系统测深技术：(1)基本原理多波束系统测深的原理是对每个交叉波束内的反向散射回波信号进行到达时间TOA(t)及到达角度DOA(θ)估计，在声速c已知的条件下利用公式得到深度值，测深原理图如图1所示。(2)传统方法已经有很多技术被用来估计回波信号的DOA和TOA，可以将其归为三类:①、预先固定DOA，然后估计对应于该方位回波的TOA；②、基于分裂子阵相关器，估计回波的TOA；③、估计每一个时间样本中，回波包含的所有DOA。虽然这三种方法各具特点，但基本思路都是通过发射波束和接收波束对海底进行Mills交叉采样，第一类和第二类方法都是先固定回波的DOA方位，然后确定对应此方位回波的TOA；而第三类方法是针对每个时间片(相当于固定回波的TOA)，确定对应此时间片的回波的DOA方位，多波束的接收示意图如图3所示。2、基于幅度的加权平均时间技术...
【技术保护点】
1.一种效率提升的多波束测深方法，其特征在于：具体包括以下步骤：/n(1)声呐读取数据并进行预处理/n使用声纳的发射阵向海底发射声波信号，声波信号被激励的海底条带上的散射点散射的回波被声呐的接收阵接收，接收阵接收到的原始信号数据经过采样的预处理后为离散的信号序列；/n(2)作希尔伯特变换/n对声呐接收到的离散的信号序列作希尔伯特变换，得到原始信号的复序列的表达形式；/n(3)子阵的划分/n将接收阵分为若干个子阵，将接收阵上的相邻的两个子阵的复信号进行共轭相乘，对其求模得到信号幅度；/n(4)作N点波束形成/n根据接收阵的子阵划分形式对每一子阵通过DFT波束形成技术做波束形成...
【技术特征摘要】
1.一种效率提升的多波束测深方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)声呐读取数据并进行预处理
使用声纳的发射阵向海底发射声波信号，声波信号被激励的海底条带上的散射点散射的回波被声呐的接收阵接收，接收阵接收到的原始信号数据经过采样的预处理后为离散的信号序列；
(2)作希尔伯特变换
对声呐接收到的离散的信号序列作希尔伯特变换，得到原始信号的复序列的表达形式；
(3)子阵的划分
将接收阵分为若干个子阵，将接收阵上的相邻的两个子阵的复信号进行共轭相乘，对其求模得到信号幅度；
(4)作N点波束形成
根据接收阵的子阵划分形式对每一子阵通过DFT波束形成技术做波束形成；
(5)共轭相乘并判断门限
将形成的相同波束方向上一对相邻的子阵的信号共轭相乘得到相干信号，判断每个采样时刻的动态门限，并计算θi方向波束对应的回波到达时间TOA；
(6)相干信号的可变宽带滤波处理
为了得到可靠性更高的相干信号对共轭相乘后的相干信号做滤波处理，用于滤波处理的滤波器的系数通过上一个收发周期内同方向波束内的深度信息确定；
(7)到达角度DOA
根据角度估计误差判断准则，确定相应波束的到达角度DOA；
(8)水底深度值计算
根据公式可得到探测点的水下深度值为：
2.根据权利要求1所述的一种效率提升的多波束测深方法，其特征在于：所述步骤(1)中声呐发射声波信号的环境为水深为H，声纳的工作频率为f，发射信号的脉冲宽度为t，接收基阵的子阵数为N，子阵间距为0.5倍波长λ，声速恒定为c，海水的声吸收系数为a，海底的反射强度为TS。
3.根据权利要求2所述的一种效率提升的多波束测深方法，其特征在于：所述海水的声吸收系数为a由Throp公式计算得出，海底的反射强度TS由Lambert公式计算得到，海底的反射强度TS的值随水底回波的入射角度θ变化。
4.根据权利要求1所述的一种效率提升的多波束测深方法，其特征在于：所述步骤(4)中波束形成的方法为：对于具有M个元素的均匀线性阵列(ULA)，第n个波束的输出可以表示为:
其中，s(t)是源信号，胃是信号的入射角，Nm(t)是时间t的第m个元素的噪声，xm(t)是时间t的第m个...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建，尹红芳，刘忠正，
申请(专利权)人：南通赛洋电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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