利用RLS-Laguerre格型算法消除多波束测深声呐的隧道效应

为了避免多波束测深声呐输出数据中产生测深假象,分析了海底多波束测深声呐中存在的隧道效应及其产生机理,指出旁瓣干扰是引起隧道效应的重要因素,隧道效应的出现导致多波束测深声呐把相对平坦的海底绘制成凹面向上的水平半圆柱面海底地形.采用系统辨识模型仿真了基于先验误差的误差反馈递归最小二乘(RLS)Laguerre格型算法的极点位置对算法性能的影响,并利用该算法对湖试数据中存在的隧道效应进行分析处理.结果表明通过对Laguerre极点的选择,该算法能够有效消除多波束测深数据边缘波束中存在的旁瓣干扰并快速跟踪真实的海底回波,同时又能保留中央波束信号能量,减少对真实信号的影响.     

多子阵超宽覆盖海底地形探测方法试验研究

针对多波束海底地形探测系统超宽覆盖问题,提出了具有超宽发射和接收特性的声学基阵设计方案以及多子阵空间建模回波到达方向(DOA)估计方法.超宽覆盖声学基阵的发射阵与接收阵呈"T"型排列,发射阵为直线排列的圆弧阵,接收阵为均匀线阵,发射波束宽度可达144.7.多子阵空间建模DOA估计方法,在较低信噪比情况下仍具有较高的方位估计性能,从而有效估计边缘回波信号方位,仿真数据和典型的多波束海试数据处理结果都证明了算法的可行性.同时,湖上试验验证了超宽覆盖声学基阵和多子阵空间建模方法的有效性,试验结果表明在20 m水深的情况下完全可达到7倍以上水深的覆盖宽度.     

近场源定位算法在水声主动成像系统中的应用

将近场源定位算法应用于水声主动成像系统,结合常规聚焦波束形成,突破了近场源定位算法要求的阵元间距小于等于1/4波长的限制;在不知道信源个数的条件下,通过广义特征值围绕单位圆的分布关系剔除受噪声影响而产生的"假"信源,完成信源个数和方位的估计.     

广义K-元n-立方网络拓扑性质研究

k-元n-立方( )网络被广泛应用于直接互联网络并行处理系统中。当 某些维上的节点数不相同时,该文利用一维环的交叉乘积定义了广义的K-元n-立方( , )网络,提出 网络表面积和体积的计算公式,利用表面积确定最优的广播结构,并分析了2个节点间最短路由数的计算公式和路由选取方法。     

高分辨多波束海底地形探测的MSB-RMU算法研究

常规多波束测深系统中采用的FT波束形成技术不能完成外侧波束区域海底地形的高精度估计,而采用相位检测法的相干多波束测深系统在此区域能得到高精度和高分辨地形估计。基于此,该文提出MSB-RMU算法,此算法结合FT波束形成技术和相位检测法的优势,具有较高的空间分辨率,能够同时实现中央波束区域和外侧波束区域的高精度地形估计。对试验数据的处理结果表明此方法的有效性、实用性与优越性。此算法保证了国内首台多波束测深系统能够达到6倍水深以上的覆盖扇面。     

时反法用于被动通信的研究

时反法是一种新颖的自适应聚焦技术，它可以使声信号在未知环境下实现时空聚焦。海洋是一个复杂多变的信道，它会使声信号产生畸变从而降低通信系统的工作性能。分析了时反法的理论基础，并对其用于浅海被动通信进行了仿真研究。仿真结果表明，它可以使信号实现重构，消除码间干扰，提高通信系统的性能。     

小平台三维成像声呐显示系统实现

为了满足小平台声呐声学三维成像的需要,并对海底地形进行估计,提出了一种以OMAP5912双核处理芯片为核心处理器,基于DSP内核实时实现的多子阵幅度相位联合检测算法.利用ARM内核自主开发了三维显示函数库,实现了基于LCD的海底地形信息三维重构显示,并利用QT/E设计了人机交互界面.此小平台三维成像声呐系统在松花湖外场实验过程中性能稳定,能够有效完成湖底三维地形信息的伪彩显示,充分验证了该方法的有效性、实用性与优越性.     

多波束海底地形等深线快速生成算法

为解决大数据量海底地形等深线快速生成问题,提出一种基于等深值索引序列的等深线快速生成算法.该算法通过建立深度属性和等深值索引属性的映射关系,将浮点型深度属性三角网转化为整型索引属性三角网,并在此基础上提出一种基于0/1异或的等深线走向快速判断方法进行等深线跟踪,实现等深线的快速生成.实测海底地形数据的测试结果表明,与常规算法相比,该算法具有更快的生成速度并且十分适合计算机编程实现,能够快速、准确地从大数据量数字海底地形中生成等深线.     

基于多子阵检测法的多波束海底成像技术

为提高多波束测深声呐海底成像质量,提出了一种基于多子阵检测法的海底成像技术.其以多子阵检测法得到的高精度、高空间分辨率回波到达时间(TOA)和到达角度(DOA)估计序列为基础,对每个接收窄波束的波束输出信号经采样处理估计各个海底检测点的空间位置和回波强度,并考虑实际水声环境以及角度的影响对成像数据进行修正.由于该方法估计对回波强度与空间位置的解算都源于相同的TOA与DOA数据,所以两者能准确地一一对应,提高了成像质量,湖上试验数据的处理结果表明了该方法的有效性以及良好的空间分辨能力.     

多子阵高分辨海底地形探测算法及其FPGA和DSP阵列实现

针对多波束测深系统中高分辨海底地形探测问题,提出一种基于多子阵波束域MUSIC算法(Multiple sub-array beamspace MUSIC,MSB-MUSIC),它将多子阵波束域算法的稳健性与MUSIC算法的高分辨特性相结合,从而实现高分辨海底地形探测算法。同时针对高分辨算法运算量大难以实时实现的问题,设计了由6片DSP和2片FPGA(现场可编程门阵列)组成的并行处理系统用于算法的实时实现。海底仿真场景和湖上试验都验证了算法的有效性。