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合成孔径声呐数字仿真的研究

引言合成孔径雷达(SAR)的研究始于五十年代初。经过四十年的努力,已进入实用阶段。SAR成功的应用激励了合成IL径声呐(SAS的研究热情。IEEEfoIEEfrXd+1992$、19964th了s*S专辑*’I。可以看出S*S在工程上是可行的。8*s同3*R的基本原理都是距离一多普勒成像原理,即:用大带宽信号得到距离向(纵向)高分辨率,用多普勒频率得到方位向或横向(沿航迹方向)高分辨率。与SAR相比,SAS的距离分辨率容易达到,它用IkHz带宽的信号就可以得到lin以下的分辨率,而雷达至少需要150MHZ的带宽。但横向分辨率难以达到,一因为是水声信道破坏了目标回波的空间相干性,尤其是高频的情形。二是因为S*s假定声呐作匀速直线运动,受到海浪的影响,拖曳声呐难以保证匀速直线运动。尽管后~个问题可以通过运动补偿予以解决,但运动补偿不彻底会影响成像的质量。s*s的有待研究的工作是:系统参数的选取和信号处理算法研究。前者研究如何确定发射...  (本文共8页) 阅读全文>>

《测绘学报》2017年10期
测绘学报

多波束合成孔径声呐技术研究进展

滨150001近年来,随着现代水声信号处理技术和水声换能器技术的大幅度进步,水下目标精细探测和成像声呐技术已然成为了国内外研究的热点,在民用和军用领域都有着其他声呐不可替代的作用[1]。在民用方面,成像声呐技术可用于海洋资源开发、海底地质勘探、海底地形地貌测绘、水下物体探测等海洋工程领域;在军事上,高隐蔽性水下军事小目标(如军用无人潜器、鱼雷、水雷、蛙人等)的探测与识别、港口锚地和舰艇的安全防范、地形匹配导航等领域上也迫切要求应用高分辨的水下目标精细探测和成像声呐技术[2-4]。目前国内外已有多种先进的成像声呐技术,主流的主要包括干涉侧扫声呐技术、多波束测深声呐技术及合成孔径声呐技术等。干涉侧扫声呐一般需搭载水下拖体进行工作,其设备安装简单、目标横向分辨率较高,可以借助阴影对目标进行识别判断[5]。但是,由于其探测机理制约不容易获得精确海底深度,并且测量垂底区域存在缝隙,需要单独的声呐设备或者方法进行补隙[6-7]。多波束测深声...  (本文共10页) 阅读全文>>

《黑龙江大学自然科学学报》2010年06期
黑龙江大学自然科学学报

合成孔径声呐目标成像算法研究

0引言合成孔径声呐(Synthetic Aperture Sonar,简称SAS)是水下探测成像声呐中新发展起来的一个分支,是目前国际水声高技术研究的热点之一。合成孔径声呐的基本原理是利用小尺寸基阵沿空间匀速直线运动来虚拟大孔径基阵,在运动轨迹的位置顺序发射并接收回波信号,根据空间位置和相位关系对不同位置的回波信号进行相干叠加处理,从而形成等效的大孔径,获得沿运动方向(方位向)的高分辨率[1]。合成孔径声呐是一种高分辨率声呐,主要表现在两个方面,即高的距离向分辨率和高的方位向分辨率。合成孔径声呐通过脉冲压缩技术提高距离向分辨率,通过合成孔径原理提高声呐的方位向分辨率。合成孔径声呐距离向的高分辨率特性是通过发射大的时宽带宽积的线性调频信号,在接收时采用脉冲压缩技术得到的;而方位向高分辨率则是通过合成孔径原理获得,声呐的方位向回波信号近似为一个线性调频的信号[2]。1成像算法1·1距离多普勒算法距离多普勒(Range-Doppler...  (本文共5页) 阅读全文>>

《声学学报(中文版)》2008年01期
声学学报(中文版)

多子阵干涉合成孔径声呐

且。。“‘c几‘11011几11“1llOLlulloi lljulO6iOFlll‘、沪150111‘。‘人ull、1几i、产/。‘。ilu。工u.引言干涉合成孔径声呐(InsAs:Interferometrie Syn- thetic ApertUle sonar)是近年来出现的一种用于水下声成像的新技术,它在合成孔径声呐(sAs:Syn- thetic Aperture sonar)基础上,增加一个接收阵,利用干涉测深原理得到测绘场景的三维图像。它具有SAS分辨率高且与探测距离和频率无关的优点,同时也具有干涉测深设备简单的优点,在水下测绘、考古、海洋资源勘探以及军事上有着广泛的应用,引起国际上的普遍重视。目前,国际上所报道的InsAs系统,如SAMI,DARPA和IMBAT一3000,分辨率不高,在小目标探测上还存在着许多问题。针对上述问题,在国家‘863,计划支持下,首先对轨道式的InSAS的原理样机进行了系统研究并做了...  (本文共5页) 阅读全文>>

《哈尔滨工程大学学报》2005年01期
哈尔滨工程大学学报

干涉合成孔径声呐复图像配准

近年来,利用合成孔径声呐 [1]进行海底高分辨成像的技术日趋成熟.合成孔径声呐 (SAS)是普通旁扫声呐 (SLS)技术的拓展,而干涉合成孔径声呐(InSAS)[2]则是该技术的进一步拓展.它主要是利用在空间上有一定间隔的垂直放置的水听器基阵对同一区域进行成像来获得 2幅复图像 (包括强度和相位信息),而这 2幅复图像之间的相位差包含了海底目标的高度信息,从而可以进行三维成像观察.在干涉合成孔径声呐数据处理中, 2幅复图像的精确配准 [3]技术是提高海底高程测量精度的关键之一.通常要求把 2幅干涉复图像配准到亚像素级精度.为了进行干涉测量 2个水听器之间必须存在一段间距(称为基线距).这就使得 2幅复图像所对应的海底视角和现场也是不一样的.鉴于上述情况,有必要对干涉数据的精确配准问题进行研究.首先分析了一次通过成像情况下干涉复图像配准中所要考虑的问题,然后通过对仿真和消声水声实验室的一次通过成像数据的干涉处理给出了一个基于窗口区...  (本文共5页) 阅读全文>>

厦门大学
厦门大学

基于双基模式的合成孔径声呐成像技术研究

合成孔径声呐(Synthetic Aperture Sonar,简称SAS)起源于合成孔径雷达(SAR)领域,是一种新型的高分辨率水下探测设备。SAS利用小孔径基阵在方位向上的运动来合成虚拟大孔径,以获得方位向高分辨率。而收发分置模式的双基合成孔径声呐(BISAS)又具有获取信息丰富、抗干扰性强及隐蔽性高等技术优势,在军事和民用上有着广阔的发展前景。由于声呐和雷达有颇多相似之处,SAR的一些技术也可应用于SAS领域。但是受水下复杂环境的影响,SAS相对于SAR面临了更大挑战。首先是水声信道的多途效应问题比空气中更严峻,表现为SAS成像中更严重的虚假目标;其次声呐运动稳定性比雷达要差,风浪、水流等的影响会导致声呐大幅度偏离理想航迹,大大降低成像质量;最后声速要远小于电磁波在空气中的传播速度,这使得声呐速度要相当慢才能保证足够的采样。另一方面,高分辨率成像所需采集的大量数据也对SAS系统造成了很大压力。针对以上问题,本文以双基SAS...  (本文共98页) 本文目录 | 阅读全文>>