海洋内波ADCP监测技术研究

海洋内波与声场的相互关系是一个十分重要的研究课题。内波是影响声信道特征的重要因素;反之,受内波影响的声场也包含着海洋内波动力过程的信息。针对二者之间的关系,从工程的角度上介绍了利用声学多普勒海流剖面仪(ADCP)对海洋内波进行监测的原理和方法,并结合实际的海试情况给出声学多普勒海流剖面仪对海洋内波的监测结果,验证了方法的有效性。

基于三维成像声纳技术的AUV前视避障方法

针对自主式水下航行器(AUV)在水下自主航行过程中的避障问题,提出了一种基于三维成像声纳技术的前视避障方法。该方法使用三维成像声纳探测目标,通过声纳目标图像处理提取目标,完成目标的运动状态分析和轨迹预测。通过设置碰撞区域,建立避障模型和设计避障规则,实现了AUV的智能化避障。借助于其他传感器,这些关联模块构成了一个集目标探测、目标提取、轨迹预测、避障与路线回归等功能于一体的闭环系统。

用于水下运载器的高精度多普勒计程仪开发

文中主要介绍了高精度多普勒计程仪的原理及组成,在863计划的资助下成功开发了该多普勒计程仪的样机,并取得了很好的实验效果,正在走向产业化。

国产宽带相控阵声学多普勒海流剖面仪

自从提出用多普勒技术测量海流的原理后，海洋科学工作者一直把它作为高新技术进行研究。声学多普勒海流剖面仪的问世被认为是海洋测流技术的重大突破。本文介绍了我国自行研制的宽带相控阵声学多普勒海流剖面仪（BBPAADCP）的测流原理、组成和目前取得的效果。

相控阵声学海流剖面仪性能指标考核方法探讨

本文由相控阵声学海流剖面仪(PAADCP)的测流原理入手,重点针对我国自行研制的PAADCP的测流(或底跟踪)精度、测向范围和精度、最大海水剖面深度等技术指标的湖、海试验比测/考核方法进行了初步探讨。

脉宽调制型低频发射机

介绍了脉宽调制原理及脉宽调制型低频发射机的电路设计。这种新颖发射机体积小、重量轻、效率高,输出幅度与输入信号幅度成线性关系。

多通道应答式水下测距系统

介绍了多通道应答式水下测距系统的测距原理,发射与接收电路设计原理及该系统在海上的实测结果。最后指出了它的应用前景。

南海峡谷慕斯地层的近底声学探测

为测量南海深海表层沉积物反射特性,在探索一号TS12航次中,使用高频浅地层剖面仪搭载深海勇士号载人潜水器,潜水器下潜深度1578 m,高频浅地层剖面仪(110 kHz)近底作业高度约2 m,在南海北部琼东南盆地大陆坡峡谷进行了近底浅表沉积物反射测量。浅地层剖面图像表明峡谷海底表层2 m内沉积物存在5分层结构的慕斯地层。慕斯地层水-沉积物界面反射强度平均值-11.86 dB,标准差2.51 dB,原位取样结果测量得沉积物颗粒平均粒径7.2μm,反射系数与沉积物粒径结果均表明慕斯地层表面为泥质沉积物。慕斯地层处于大陆坡峡谷折弯处,其中的沉积物大量来自浊流输运,特殊的地理环境使不同时期经浊流输运而来的沉积物通过沉降形成了具有典型分层结构的慕斯地层。首次获得了慕斯地层的高分辨声学剖面图像,为研究海底表层沉积物的细致分层和声学特性提供了依据,同时由于慕斯地层汇聚了大量输运而来的沉积物,对海底沉积历史特性具有重要的研究价值。

二阶模拟带通滤波器的仿真和实现

分析和比较了二阶压控电压源(VCVS)和二阶无限增益多路反馈两种有源带通滤波器的优、缺点,根据带通滤波器的设计要求和侧重点,选定二阶无限增益多路反馈带通滤波器为模型,设计了一个通带为135kHz～165kHz的二阶滤波器,并得到了实际电路和仿真的波特图。

国内相控阵ADCP技术的开发研究

声学多普勒海流剖面仪(ADCP)是海洋勘测领域的一项高新技术,ADCP的相控阵技术在换能器阵体积重量不增大的条件下进一步提高了测量范围和测速精度。本文着重介绍我们开发相控阵ADCP的情况及实时处理的湖上试验结果。试验表明相控阵ADCP测流原理是可行的,测量精度可达到1cm/s。

ADCP的数据采集及同步实现技术

声学多普勒海流剖面仪(ADCP)是目前国际上最先进的海流测量设备。本文简单介绍了自行研制的 ADCP 信号处理机的组成，详细描述 PMC-ADADIO 采集板在高速处理器 ADSP-21160 上的应用技术及如何解决两台计算机间的同步采集问题。

平面阵波束形成算法效率比较

二维平面阵声呐系统所采用的阵元个数、形成波束的数量都较一维线阵声呐系统高一个数量级,数据处理量巨大,对信号处理机的实时处理能力要求非常高。如何提高二维波束形成算法的效率是工程实现二维平面阵声呐系统的关键,本文讨论了三种二维平面阵波束形成算法,并对这三种算法进行了计算效率和波束性能的对比。

宽带多普勒海流计测速方法研究

宽带多普勒海流计采用发射相位编码信号和复相关方法进行频移量的估计,相对于窄带方法,具有高的单次测速精度、较强的抗干扰能力。介绍了二进制相位编码技术及复相关测频方法,对宽带测流的性能结合窄带测流进行了计算机仿真分析,验证了宽带测流性能的高精度性和抗干扰能力。

相控阵声多普勒海流剖面仪的发射信号产生

相控阵声多普勒海流剖面仪（PAADCP）是应用多普勒效应进行海流测速的。本文主要介绍测流时发射声脉冲信号的组成要求以及产生机理，并说明了采用开关管发射机的优点及其发射信号脉冲串产生的方法。

基于CZT波束形成三维成像声呐算法优化

三维成像声呐系统实时成像过程中主要面临运算量大的问题,数以万计个波束方向进行实时波束形成,导致因计算负载过大而无法满足实时成像需求。针对这一问题,提出采用一种基于线性调频Z变换的改进型算法以提高原成像算法的计算效率,仿真结果表明,基于线性调频Z变换算法计算量比原成像算法减少了10%,存储量减少了30%。

基于强跟踪滤波的ADCP数据抗野值方法

为了抑制声学多普勒流速剖面仪(ADCP)工作中的野值干扰,并能够稳定跟踪机动载体,提出了一种基于强跟踪滤波的抗野值滤波方法。通过控制时变增益阵,使输出残差序列为不相关的高斯白噪声序列,满足正交条件,从而保持对实时系统状态的跟踪。在状态滤波过程中,利用残差归一化构造假设检验统计量剔除野值干扰。通过算法仿真和试验数据处理,验证了所提方法良好的对载体状态突变的鲁棒性以及抗野值效果和滤波精度。

宽带海流计速度解模糊方法研究

在不改变系统结构的基础上对信号处理方法进行了研究,利用时延估计方法粗测速度,结合复相关法精测实现无模糊地测量流速。最后采用计算机仿真证明了该方法的可行性。

用于水下运载器的高精度多普勒计程仪开发

本文主要介绍了高精度多普勒计程仪的原理及组成，在863计划的资助下成功开发了该多普勒计程仪的样机，并取得了很好的实验效果，正在走向产业化。