探测深海富钴结壳厚度的参量阵声呐系统关键技术研究

针对常规设备纵向分辨率较低(约为几十厘米)、无法准确探测富钴结壳厚度(约1~25 cm)的问题,提出了一种探测富钴结壳厚度的参量阵声呐系统。系统采用多脉冲叠加技术抑制噪声,提高信噪比;采用双频时延估计技术,提高了结壳厚度的探测精度。首先利用原频回波确定水-结壳界面回波到达时刻,然后通过检测差频回波包络的峰值,确定结壳-基岩界面的回波到达时刻,由结壳上下界面的回波到达时刻差值计算厚度。该系统对厚度为15 cm的富钴结壳进行了测量,与岩心取样的结果相比,测量结果较为准确。该系统对后续相关探测设备的研制具有一定的参考意义。

超声回波参数估计的初值选取方法

针对超声回波参数估计中,初值随机选取带来的收敛速度慢,搜索效率低,易受噪声影响等问题,对回波参数估计的初值选取进行了探讨。理论上研究了超声回波信号的包络和能量与信号参数的关系,阐明了从信号自身选取参数初值的可行性。在此基础上,利用希尔伯特变换和傅里叶变换提取有效信息,为回波参数估计提供合适的初值,从而减少估计过程的迭代次数、提高参数估计速度。实验结果表明,与传统参数估计方法相比,该方法在不同信噪比情况下都可获得较高的估计精度,而且参数估计的收敛速度较快。