基于實測數(shù)據(jù)的多波束成像聲納系統(tǒng)優(yōu)化與實現(xiàn).pdf

1、成像聲納能夠提供探測區(qū)域的高分辨圖像信息，在海洋開發(fā)中的應用越來越廣泛。本文在分析了實驗室研制的多波束成像聲納原理樣機存在問題的基礎上，開展了算法和軟硬件的優(yōu)化工作，進一步提高了聲納的成像質量。
　　具體工作主要包括以下幾個方面：
　　首先，依據(jù)成像聲納系統(tǒng)測試大綱的要求，針對不同場景和水況條件，對系統(tǒng)原理樣機的各項性能指標和成像效果進行了大量的測試和驗證。在分析測試結果基礎上，指出了成像聲納改進和優(yōu)化的方向。
　　然

2、后，針對聲納換能器通道間存在幅度和相位不一致影響系統(tǒng)成像質量的問題，對通道幅相誤差的校正方法進行了研究，分別從調理通道和陣元通道兩部分對系統(tǒng)進行幅相校正。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，該方法僅需要一個方位未知的遠場校正源，分三個獨立的步驟即可估計校正源方位和陣列幅相誤差。
　　其次，設計了幾種波束形成的改進算法?；谧钚《说姆€(wěn)健性設計方法提高了系統(tǒng)對于噪聲干擾和通道誤差的穩(wěn)健性；改進的切

3、比雪夫加權方法改善了波束響應函數(shù)的主旁瓣特性；基于凸優(yōu)化的可動態(tài)聚焦波束形成方法，實現(xiàn)了對目標精細成像；基于信號稀疏表示理論的抽頭稀疏化設計為降低換能器結構的復雜度提供了可能性。
　　最后，對系統(tǒng)存在的顯示動態(tài)范圍小、存儲能力不足和啟動速度過慢等問題進行了完善，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對系統(tǒng)低功耗設計的研究為產(chǎn)品化打好了基礎。
　　實測結果表明，優(yōu)化設計后的聲納系統(tǒng)成像質量更高，啟動速度和視頻壓縮性能滿足設計要求，達到了系統(tǒng)優(yōu)化