基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的多波束成像聲納系統(tǒng)優(yōu)化與實(shí)現(xiàn).pdf

1、成像聲納能夠提供探測(cè)區(qū)域的高分辨圖像信息，在海洋開發(fā)中的應(yīng)用越來越廣泛。本文在分析了實(shí)驗(yàn)室研制的多波束成像聲納原理樣機(jī)存在問題的基礎(chǔ)上，開展了算法和軟硬件的優(yōu)化工作，進(jìn)一步提高了聲納的成像質(zhì)量。
　　具體工作主要包括以下幾個(gè)方面：
　　首先，依據(jù)成像聲納系統(tǒng)測(cè)試大綱的要求，針對(duì)不同場(chǎng)景和水況條件，對(duì)系統(tǒng)原理樣機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)和成像效果進(jìn)行了大量的測(cè)試和驗(yàn)證。在分析測(cè)試結(jié)果基礎(chǔ)上，指出了成像聲納改進(jìn)和優(yōu)化的方向。
　　然

2、后，針對(duì)聲納換能器通道間存在幅度和相位不一致影響系統(tǒng)成像質(zhì)量的問題，對(duì)通道幅相誤差的校正方法進(jìn)行了研究，分別從調(diào)理通道和陣元通道兩部分對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行幅相校正。提出了基于模式空間理論和TSI（三次迭代）算法的陣列幅相誤差自校正方法，該方法僅需要一個(gè)方位未知的遠(yuǎn)場(chǎng)校正源，分三個(gè)獨(dú)立的步驟即可估計(jì)校正源方位和陣列幅相誤差。
　　其次，設(shè)計(jì)了幾種波束形成的改進(jìn)算法?；谧钚《说姆€(wěn)健性設(shè)計(jì)方法提高了系統(tǒng)對(duì)于噪聲干擾和通道誤差的穩(wěn)健性；改進(jìn)的切

3、比雪夫加權(quán)方法改善了波束響應(yīng)函數(shù)的主旁瓣特性；基于凸優(yōu)化的可動(dòng)態(tài)聚焦波束形成方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)目標(biāo)精細(xì)成像；基于信號(hào)稀疏表示理論的抽頭稀疏化設(shè)計(jì)為降低換能器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度提供了可能性。
　　最后，對(duì)系統(tǒng)存在的顯示動(dòng)態(tài)范圍小、存儲(chǔ)能力不足和啟動(dòng)速度過慢等問題進(jìn)行了完善，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對(duì)系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì)的研究為產(chǎn)品化打好了基礎(chǔ)。
　　實(shí)測(cè)結(jié)果表明，優(yōu)化設(shè)計(jì)后的聲納系統(tǒng)成像質(zhì)量更高，啟動(dòng)速度和視頻壓縮性能滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了系統(tǒng)優(yōu)化