深水多波束测深声纳的关键技术研究

《深水多波束测深声纳的关键技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、密级：——固中Univer国sity。f科Chine学seAca院demy大ofSc。慧硕士学位论文作者姓名；睦羞控指导教师：刮唆壅副班衷屋生罾鞋堂院岂堂班巍匮割渣主班噩冠虽生罾辩堂医彦堂班g压学位类别：工堂亟土学科专业：信墨皇信息盐显研究所：直凳班荭压2013年5月ChenRuotingADissertationSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofScienceinEngineeringIn

2、stitutionofAcousticsMay,2013Ⅲ7咖4帅8¨¨¨¨¨●__-Ⅲ8叫3㈣2ⅢⅢⅢⅢ■I中国科学院声学研究所学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文使用授权说明论文作者签名：融莎砑日期：矽眵年乡月2年日本人完全了解中国科学院研究生院关于收集、保存、使用学位论文的规定，·按照中国科学

3、院研究生院要求提交学位论文的印刷本和电子版本；·中国科学院研究生院与中国科学院声学研究所有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；·中国科学院研究生院与中国科学院声学研究所可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；(保密论文在解密后遵守此规定)论文作者签名：黼导师虢钏炙易日期：刃l弓年岁月冯日摘要多波束测深声纳是一种高效率、高精度和高分辨率的海底地形测量技术，在海底构造研究领域、海底底流研究、海洋资源探测、地球物理探测等具有较高的应用价值。由于多波束声纳的换能器阵列安装于船底，在多波束测深过程中船体在海浪和风的作用下姿态随时问变化，发射波束和接

4、收波束偏离海底条带位置，故姿态变化将给多波束测深带来很大的测深定位误差。换能器阵列是固定安装于船底的，机械式的调整阵列安装角方法不可行，最早的多波束测深系统一般采用后处理补偿方法，用测深估计值加上由姿态造成的测深误差值作为近似的真实海底深度。而这种后置补偿方法的深度估计误差很大，本文针对载体姿态变化造成的条带覆盖不均和测深误差等问题，参与提出了基于波束姿态稳定的多波束测深算法，获得合理的测深点分布和正确的测深定位结果。本文的主要研究工作如下：I、讨论了发射姿态稳定的算法，保证稳定后的发射波束在海底正下方形成了连续均匀的发射波束脚印。其次对比了接收波束的两种姿态稳定方法，

5、恒定接收波束矢量方法综合考虑了姿态的三个旋转分量，能够将接收波束稳定到期望波束方向，但接收波束形成计算中需根据不同时刻的姿态实时调整接收基元的相移，但计算量较大。相较于恒定接收波束矢量方法，接收波束横摇补偿方法采用接收中心时刻的横摇角进行波束形成的相移调整，计算简单。2、基于波束稳定后的发射面方程和接收面方程估计合成波束矢量，获得合成波束的指向角和水平方位角，从而进行三维的测深归位结果。关键词：多波束声纳，运动补偿，测深归位AbstractMulti．beambathymetricsonarisahighefficiency,highprecisionandhigh-r

6、esolutionseafloortopographymeasurementtechnology,whichisofsignificantapplicationvalueinresearchareassuchastheseabodstructure,underflow,marineresourceexplorationandgeophysicalexploration．ThetrallSduccrarray缸edbelowtheship'shullissubmittedtoseveralmotiontypescausedbewindandflow：roll，pitch,

7、yaw,surge，away,heave．Arraymotionresultsinthedeviationoflaunchingandreceivingbeamsteeringandinfluencesthebathymetricprecisionofmulti-beamechosoundereventually．Adjustingtheinstallationa．gleofthearraymechanicallytomaintainthesteeringisnotfeasible．Earlymulti—beambathymetricsy