多波束声呐成像系统的研究

来源 :杭州电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aabbccdd654321
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
多波束声呐成像技术在水下探测、海底地形测绘、海难搜救等民用和军用领域上发挥着重要的作用,它通过二维或三维的图像形式将水下探测场景中的目标信息直观且清晰地呈现出来。系统成像的分辨率越高,最终成像的质量越好,因此高分辨率的多波束成像算法是声呐信号处理的一个研究热点。此外,在实际成像过程中,声呐载体运动会导致成像失真,需要对回波数据进行补偿处理来消除载体运动对成像的影响。因此,本文主要对多波束高分辨率成像技术和运动补偿方法进行研究。本文首先研究了多波束声呐成像技术并实现了相应成像算法。该算法第一步是对声呐回波信号进行波束形成处理。为满足系统实时成像的要求,尤其针对实际观测场景较大且成像精度要求较高的情况,因此波束形成算法的实现方式成为关键。采用FFT波束形成算法能够有效地降低成像系统运算量,提升了系统成像速度。回波经过波束形成后,通过脉冲压缩技术对其进行时域压缩,实现目标成像。为了提高成像后的方位分辨率,本文首先对虚拟阵元技术进行研究并仿真分析,研究表明虚拟阵元技术可有效地降低噪声对成像的影响,但是在不改变基阵尺寸的条件下,不能提高方位分辨率。针对原始接收阵元个数有限,导致波束形成后对应角度稀疏、角度分辨率不足的情况,对回波信号进行插值处理使得波束形成后可得到更多的预成波束,增加了对应的角度数量。为进一步提升角度分辨率,对成像数据继续进行插值处理,通过对几种插值算法的研究及仿真对比,最终选出对角度精确度提升相对最优的一种。此外,成像算法存在成像后角度坐标非线性情况,导致与最终输出图像坐标不对应,影响图像识别,所以对波束形成后的数据进行分段插值处理,最终使得成像点与对应的角度坐标线性化。为了得到更为精准的目标角度,对成像后的数据进行角度估计优化,得到较为精准的估计角度。最后,进行包络检波处理,对信号包络进行提取,消除旁瓣干扰,以此降低噪声的干扰,使得成像后的图像更加清晰。由于声呐载体在实际工作中,受到实际应用情况的影响,不可避免地会发生位置扰动的情况,导致产生运动误差从而使系统成像质量下降。本文将声呐载体的运动分解成六个自由度上的运动,将六种运动按照运动类型分为位置和姿态两大类进行研究。首先,研究了位置运动误差对目标距离和角度的影响,其中距离误差会引起相位误差进而导致脉冲压缩的精确度下降,因此本文仿真分析了不同种类的相位误差对成像技术中脉冲压缩部分性能的影响;之后对三种位置误差分别进行研究,仿真分析了每种运动误差对成像的影响;其次,对姿态误差进行分析,并对其中一种对成像影响较大的运动误差进行仿真分析。最后,给出一种运动补偿方法,该方法根据运动测量设备所获取的声呐载体运动信息,计算出运动误差,对原始回波信号的时延进行补偿,仿真结果表明该补偿方法能够有效地消除运动误差对成像带来的影响。
其他文献
研究目的抑郁症是最常见的情感性精神障碍之一。随着对抑郁症认知功能研究的不断深入,认知功能损伤,尤其是记忆功能损伤是抑郁症患者常见的临床表现。大量研究结果表明,这种记忆功能的损害不仅表现在记忆缺失,同时也表现在对于虚假记忆(false memory)的易感性增强。记忆是一个建构性的过程。人们对于过去接收过的信息或者经历过的事件的记忆往往不是对客观现实的一比一还原,而是在主观编码和外界信息的影响下不断
学位
随着中国的发展进入新的历史方位和世界百年大变局深刻加速演变,我国的改革发展稳定任务更加艰巨繁重,面临的国际环境更加复杂严峻。党的十八大以来,习近平总书记紧紧围绕新形势下必须进行具有许多新的历史特点的伟大斗争这一重要论断,提出一系列彼此联系、相互贯通的新思想、新观点,为我国在新时代推进伟大斗争工作提供了重要的理论支撑与实践指引。本文解析了习近平关于伟大斗争重要论述的形成依据,建构了习近平关于伟大斗争
学位
近年来,现代生活节奏不断加快,亚健康状态人群迅速猛涨,人们对保健品的需求呈井喷式增长。目前,将传统中草药及其提取物作为保健品的开发原料已受到广泛的关注,并已有了大量的研发,但其多数集中在宏观复方中药阶段,而利用纳米药物载体技术开展保健品的相关研究鲜有报道。已有研究表明,肉苁蓉(Cistanche deserticola Ma)、锁阳(Cynomorium songaricum Rupr)、淫羊藿(
学位
每一家公司自创立开始,便踏入了一个生命周期,伴随企业的发展壮大,要依次经历初创、成长、成熟、稳定等各个阶段。对于成长期的企业而言,肩负着从创业初期到成熟期之间的转折过渡,决定着企业未来的发展,压力巨大。绩效考核作为人力资源管理中重要的一环,可以用于指导企业发展实践,对于中小企业这种人力资源有限、管理层级扁平化的组织而言意义更为巨大。因此,对处于成长期的中小企业进行正确的引导,对于企业成功与否具有关
学位
学历案是极为新颖的一种教学设计方案,是对于教育教学创新的一种体现,是教育改革背景下极为重要的创新成果。自提出以来是得到了专家学者的一致认可,也在学科教学中得到了广泛的应用,取得了相对显著的成果。本文以人教版的高中思政学历案教学为范例,依据学历案所具有的基本结构,基于思政学科特点,将其在思政学科的教学实践中进行应用。本文主要包括了四个主要部分。第一部分:基于思政教育理论的情况,本文从理论以及现实意义
学位
改革开放以来,国家对于互联网行业的政策支持促进了该行业的快速发展,近年来大数据、云计算、5G等新技术的应用也为互联网行业的发展提供了新的动力,行业中不断出现依托互联网的创新商业模式与业务,使得行业内的竞争越来越激烈。在这样的形势下,互联网公司需认清自身的优势和劣势,把握行业动态,才能在激烈的竞争中取得一席之地。本文正是在这样的背景下,选取近两年行业内表现亮眼的美团进行基于哈佛框架的财务分析。哈佛分
学位
压控振荡器是通信系统的核心模块,其为收发链路提供本振信号,为数字电路提供参考时钟,振荡器的相位噪声会影响系统的灵敏度与误码率等指标,制约着系统的性能。CMOS工艺得益于其高的集成度与低的成本被广泛应用于集成电路设计,基于CMOS工艺的振荡器也得到了广泛的应用。随着通信技术与CMOS工艺的不断发展,系统指标越来越严苛,对振荡器的相位噪声与闪烁噪声性能提出更高的要求。本文着手于低闪烁噪声压控振荡器与高
学位
中华优秀传统文化是中华民族的“根”和“魂”,农村青年党员干部是实现乡村振兴战略的关键力量,把中华优秀传统文化融入农村青年党员干部思想教育是时代的要求。中华优秀传统文化在融入农村青年党员干部思想教育的实践中还存在着外来文化冲击严重、重视程度不够、实践参与缺乏等现实困境,因此,需要把握主导性和主体性相结合、传承性和创新性相结合、知识性和实践性相结合的融入方法和原则,通过发掘融入内容、重视融入实践、创新
期刊
现代生活节奏不断加快,生活压力增大,使心理亚健康问题日渐凸显,高校心理亚健康学生的占比也在逐年增加。随着社会越来越关注大学生的身心健康,对心理亚健康学生进行干预已成为高校亟待研究的课题。但目前针对心理亚健康干预的研究主要集中在医学、心理学、神经科学、运动康复学等领域。本文通过运用设计思维,探索将心理干预理论和交互设计方法应用在校园设施设计中,帮助心理亚健康学生进行自我调节,达到放松解压的目的。本研
学位
改革开放以来,在经济高速发展、城市化快速推进以及住房制度市场化改革有效实施等因素的全方位推动下,我国房地产行业无论在规模,还是在质效方面均得到了有效提升,房地产行业已经成为了国民经济发展中的支柱型产业。但是在经济社会高质量发展背景下,我国房地产行业发展中普遍存在的质量不佳、效率不高等短板日益凸显,我国房地产行业亟需加快推进质量变革、效率变革、动力变革。随着云计算、大数据、新一代人工智能、区块链等新
学位