多波束声纳Snippet成像算法研究及其DSP实现

摘要

由于具有测量精度高、范围广等优点，多波束声纳在海底地形探测领域占据着越来越重要的地位，但是随着技术的发展，多波束声纳的功能不仅仅局限在测深一个领域，在海底地貌探测领域也有了长足的进步。早期多波束成像算法每个波束只能估计一个检测点的反向散射强度，不仅成像分辨率低，对于接收回来的波束输出信号利用率也很低，浪费了很多有效信息。
　　本文针对具有更高分辨率的多波束声纳Snippet成像算法开展研究工作并予以DSP实现。在利用幅度加权平均(WMT)测深算法估计出每个波束主轴方向的回波到达时间(TOA)和回波到达角度(DOA)的基础上，对各个波束内输出回波时间序列进行片断截取，对截取的片断进行回波强度样本采样，并计算出每个样本的回波强度，然后计算出每个样本检测点的反向散射强度、水平位移、入射角等信息，从而在每个波束脚印内得到更多检测点的相关成像信息，达到提高成像分辨率的目的。在解算各个检测点反向散射强度的过程中，对测量过程中影响反向散射强度的因素进行了分析，提出了相应的修正方案。理论分析的同时，通过处理实际试验数据对多波束Snippet成像算法进行仿真研究，验证算法的有效性，对整条测线上的数据进行处理，生成反映水底地貌特征的多波束声纳图像。最后将成像算法移植到 DSP信号处理平台上，兼顾实时性的同时对算法程序进行验证和优化。

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第1章 绪论

1.1 论文研究背景及意义

1.2 多波束成像技术的发展概况

1.3 论文主要工作

第2章 多波束Snippet成像算法

2.1 多波束测深原理

2.2 多波束Snippet成像算法基本原理

2.3 本章小结

第3章 影响成像的主要因素及其修正

3.1 散射强度影响因素

3.2 散射强度影响因素分析

3.3 反向散射强度修正及空间位置归算

3.4 本章小结

第4章 算法仿真及试验数据处理

4.1 算法处理流程

4.2 试验数据处理

4.3 地貌成图

4.4 本章小结

第5章 多波束Snippet成像算法实现

5.1平台的选择

5.2 软件设计及调试

5.3 算法实现与优化

5.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录