【技术实现步骤摘要】
一种用于多波束海底地形测量的信号采集降噪方法
[0001]本专利技术涉及数据处理
，具体涉及一种用于多波束海底地形测量的信号采集降噪方法。
技术介绍
[0002]基于多波束测深系统(MBES)的海上施工平台桩腿自动定位方法是一种利用多波束测深技术来实现海上施工平台桩腿精确定位的方法；在海上施工中，桩腿定位的准确性对于平台的稳定性和安全性至关重要，多波束测深系统能够提供高分辨率的海底地形数据，有助于实现高精度的桩腿定位，然而高分辨率的海底地形数据对测量信号的预处理有较高的精度要求。
[0003]在通过MBES设备进行海底地形高精度测量的过程中，其测量信号会受到海底环境因素的干扰，例如水流、海流等环境因素，或者是岩石等其他物体的干扰，这些干扰会造成一些随机或周期性的干扰，导致海底地形的高精度测量计算不准确，常规数据去噪算法很难将成分复杂的噪声信号准确去除，总是会存在一定的信息损伤问题；而现有技术提出通过EMD分解算法将信号成分进行分解，然后平滑噪声集中的分量信号，可以有效避免有效信息的丢失；但由于海上采集环境、设备...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于多波束海底地形测量的信号采集降噪方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：采集多波束海底地形测量的探测矩阵，获取每列探测信号；通过对探测矩阵进行傅里叶变换，获取高频信息占比及每列探测信号的高频测点，根据每列探测信号以及每列探测信号的高频测点，结合正弦函数，构建每列探测信号的第一目标函数，通过使第一目标函数收敛，获取每列探测信号的有效点组及预测曲线；根据每列探测信号、局部均值函数以及预测曲线，获取每列探测信号的延伸信号曲线，基于延伸信号曲线进行EMD分解获取每列探测信号的若干IMF分量，根据IMF分量及高频测点构建第二目标函数，通过使第二目标函数收敛，获取每列探测信号的去噪曲线及去噪探测矩阵；根据去噪探测矩阵，完成多波束海底地形测量。2.根据权利要求1所述的一种用于多波束海底地形测量的信号采集降噪方法，其特征在于，所述获取高频信息占比及每列探测信号的高频测点，包括的具体方法为：通过傅里叶变换将探测矩阵转换到频谱中，通过频率信息及幅值信息进行OTSU大津阈值分割，获取高频信息与低频信息的分割阈值，得到高频信息及低频信息；计算高频信息在频谱中的占比，记为高频信息占比；将高频信息通过傅里叶逆变换到探测矩阵中，探测矩阵仅保留了高频信息的相应测点，根据高频信息在探测矩阵中相应测点的位置，在每列探测信号中进行高频测点的标记，得到每列探测信号的高频测点。3.根据权利要求1所述的一种用于多波束海底地形测量的信号采集降噪方法，其特征在于，所述构建每列探测信号的第一目标函数，包括的具体方法为：以任意一列的探测信号为目标探测信号，目标探测信号的第一目标函数的表达式为：其中，L表示目标探测信号的横坐标长度，x
i
表示目标探测信号中第i个测点的横坐标值，F(x)表示目标探测信号，P(x)表示目标探测信号的局部均值函数，simωx表示振幅为1、圆频率为ω且初相为0的正弦函数，N
H
表示目标探测信号中高频测点的数量，(simωx＝0)∈H表示正弦函数的零点为高频测点，则G
(simωx＝0)∈H
表示正弦函数的零点为高频测点的数量，||表示求绝对值；构建每列探测信号的第一目标函数。4.根据权利要求1所述的一种用于多波束海底地形测量的信号采集降噪方法，其特征在于，所述获取每列探测信号的有效点组及预测曲线，包括的具体方法为：以任意一列探测信号为目标探测信号，通过使目标探测信号的第一目标函数收敛，得到目标探测信号的最优圆频率，将最优圆频率的正弦函数的所有零点作为有效点组，得到目标探测信号的有效点组；对有效点组中所有有效点结合其在目标探测信号中的相应数据进行拟合，对拟合得到
的曲线在两侧端点处进行延伸，将延伸后的拟合曲线记为目标探测信号的预测曲线；获取每列探测信号的有效点组和预测曲线。5.根据权利要求4所述的一种用于多波束海底地形测量的信号采集降噪方法，其特征在于，所述得到目标探测信号的最优圆...
【专利技术属性】
技术研发人员：单治钢，郑贞明，叶宏，郭增卿，陈广彪，牛美峰，梁正峰，孙淼军，杨永寿，何志强，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司第七一五研究所，
类型：发明
国别省市：
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