多子阵合成孔径声纳逐点成像算法

合成孔径声纳(SAS)中信号传播较合成孔径雷达(SAR)需要更长的时间,往往“停一走一停”近似不再有效,测绘带内不同距离回波到达基阵时,基阵存在不可忽略的运动;同时测距、测速模糊矛盾的问题较SAR更为突出。本文针对这一情况,在原有多子阵逐点成像算法的基础上,研究了基阵的运动误差,提出了多子阵合成孔径声纳带运动补偿的逐点成像算法。

工程可实现的多接收阵SAS精确逐点成像算法

为了解决传统基于截断插值方式的多接收阵合成孔径声纳逐点成像算法所导致的插值误差和图像相位信息畸变的问题,根据时延和频移的对应关系,提出了一种基于频移的逐点成像算法。该方法针对图像中的每一个像素,通过频移对其考虑"停-走-停"影响的精确时延史进行校正,从而将理论上精确的逐点成像算法拓展到实际工程应用中。通过仿真实验和实测数据对所提方法的有效性进行了验证,结果表明:相对传统基于截断方式的逐点成像方法,该方法可以避免插值误差,有利于后期干涉信号的处理。

基于新型阵列结构的多波束SAS逐点成像算法研究

该文基于多波束测深和合成孔径技术原理,提出了多波束合成孔径声呐(Synthetic Aperture Sonar,SAS)的实现方案,设计了一种新型的多接收阵元阵列结构,有针对性地推导了相关数学模型,并仿真实现了逐点成像算法。计算机仿真结果表明:相比于传统多波束测深声呐,新方案的方位向分辨率有了明显的提高;相比于常规合成孔径声呐,新方案能够得到更多的目标信息,且能改善成像效果。

基于精确时延并行时域算法的低频合成孔径系统

为了提高对掩埋目标的探测能力以及成像分辨率,本文提出了一种基于精确时延并行时域逐点算法的低频合成孔径掩埋目标探测系统,该系统包括3个部分:宽带信号发射系统、信号采集系统及信号处理系统。信号处理系统采用基于精确时延的并行时域逐点成像算法进行成像处理。相比于传统的时域合成孔径成像算法,基于精确时延的并行时域逐点成像算法,可以有效地解决掩埋目标成像中由于水中和沉积层中声速的剧烈变化导致的散焦问题,具有对此类目标更高的成像分辨率,并且其计算效率更高,具有实时性上的优势。基于该成像算法,设计并实现了一套实时低频合成孔径掩埋目标探测系统,通过多次湖上及海上实验对该系统进行测试,实验结果表明:该系统可以有效获取水下掩埋目标图像,并且聚焦效果良好。

多子阵合成孔径声呐成像研究

针对多子阵合成孔径声呐(SAS)成像运算量大及忽略相位误差导致的成像效果不佳等缺点,该文在深入分析了多子阵SAS的两类系统相位误差基础上,分别提出了改进的逐点和逐线成像算法,形成了新的多子阵SAS系统方案设计。新方法在提高测绘率同时,能够显著降低运算量并改善成像效果,仿真实验也证明了新方法的正确性。