多波束测深系统相干法相位检测及其性能分析

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1、哈尔滨：r：程大学硕十学位论文摘要多波束测深声纳是一种高效、高精度的海底地形测绘设备。它是在回声测深仪的基础上发展起来的，特别适合于大面积的扫海测量。多波束海底探测技术研究具有广阔的应用前景，对我国的海洋资源勘测、海洋开发都有重要的意义。鉴于传统的幅度检测法和瞬时零相位检测法(ZPI)存在的不足，本文主要致力于多波束相干法相位检测技术研究，并基于以较少量的波束形成代替传统的上百个的波束形成的算法思想，将相干法的相位检测技术引入到多波束测深的深度解算中，不仅满足测深精度，而且大大减小了运算量，在工程实现上满足了当今海底测深的快速高

2、精度的要求。文中主要包括了如下几部分的研究内容：对相干法的原理和关键技术进行了详细的研究，对相干法的关键因素进行了分析，尤其是通过对相位的分析，得到了对于连续的波束输出对应的相位差估计也是连续的结论，并据此得出了了以作少量的波束形成代替传统方法中的作上百个波束形成的算法实现思想，从而大大减小了运算量，。为相位检测的快速实现奠定了基础。考虑到相位差估计对整个算法的重要性，本文定性分析了影响相位差精度的各个因素，指出了需要注意的问题：定量分析了DOA估计的精度，分析它与子阵间距选取方式的密切关系；为了得到最小角度误差，论文还对子阵最

3、优基线的选取问题进行了深入研究。鉴于最优基线选取引入的相位差模糊，本文对消除模糊性的算法进行了研究，引入了Vernier相干法：由于目前的测深算法一般只进行单源检测，为了适应较复杂海域的测量，本文实现了测深仪同方位多目标检测算法。最后，给出了本算法的具体实现框图，并用湖试数掘检验了论文中所提及的算法，验证了本文算法思想的『F确可行性。关键词：多波束测深：相位检测：相干法：Vernier技术；快速高精度哈尔滨。T：稗大学硕十学位论文ABSTRACTMulti．beamechosounderisakindofefficientand

4、accuratelyseabedsurveyinginstruments．Itisdevelopedonthebasisofthesinglebeam，anditisverysuitableformassiveseafloorsurveying．Multi-beamechotechniquecouldbeappliedtOvariouskindsofcircumstancesinthefieldofunderwaterdetection，andithasgreatprospects，researchesonthekeytechn

5、iquesinmulti—beambathymetryareveryimportant，andhavestrategicmeaningstOtheoceanresourcessurveyandexploitingforourcountry．Becauseofthedisadvantagesoftraditionalamplitudedetectionmethodandinstantzerophasedetectionmethod，thethesismainlystudiesthe．technique’ofmulti-beamin

6、terferometryphasedetection．Whenthistechniqueisused，itisneedlesstoformhundredsofbeamsbecauselessbeamsCanprovidethesameinformation．ThetechniquecanbeappliedtOresolvethedepthoftheMulti—beamsvcath，andtheresultsuggeststhatthisalgorithmcostlesscomputationtime，whiletheestima

7、tedresultismoreaccurate，SOitcouldbeusedintheapplicationofseabedsurveying．Thisthesismainlyincludethebelowfourmajorstudyitems．Thetheoryofinterferometryandthekeytechniqueareintroducedindetail．Inthisthesis，thekeyfactorstOinterferometryareanalyzed．AccordingtOtheanalysisof

8、phase，wegettheconclusionthatcontinuousbeamoutputcangetcontinuousDOAestimation．Andthen，weusethealgorithmofusinglessinsteadoftraditio