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测深侧扫声纳仿真研究

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第1章绪论

1.1立题意义

1.2测深侧扫声纳的国内外研究现状和发展趋势

1.3两种测深侧扫声纳的工作原理

1.3.1多波束测深侧扫声纳工作原理

1.3.2侧扫声纳测深工作原理

1.4论文主要内容

第2章测深侧扫声纳的设计

2.1测深侧扫声纳技术性能指标

2.2声基阵的设计

2.2.1直线阵的设计

2.2.2直线阵接收指向性指数与发射指向性指数

2.3测深侧扫声纳方程参数分析

2.3.1发射脉冲长度与接收机带宽

2.3.2吸收系数与双程传播损失

2.3.3海底散射强度与混响目标强度

2.3.4噪声谱级

2.3.5检测阈

2.3.6声源级

2.4接收机的增益

2.5本章小结

第3章回波信号方向估计的三种方法

3.1相干源方向估计方法

3.2 ESPRIT估计法

3.3相位中心比较技术原理

3.4本章小结

第4章仿真和实验数据的处理分析

4.1相干源方向估计方法和ESPRIT方向估计方法仿真研究

4.2相位中心比较技术方向估计仿真与数据处理分析

4.2.1仿真结果分析

4.2.2试验数据处理

4.3本章小结

结论

参考文献

致谢

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摘要

测深侧扫声纳是一种海底地形测量设备。它是在传统的水声技术和测深技术基础上改进的系统,因为其宽条带使得测量更有效率,高空间分辨率不容易错过目标或特征,输出图像显示了海底地质有价值的信息。 本文在借鉴多波束测深声纳和传统侧扫声纳的基础上,给出了测深侧扫声纳声纳方程的一些技术指标和基阵设计的参数。 针对多途反射和其他方向的干扰的问题,提出了相干源估计方法来分辨从不同方向的两个信号源,并将其与ESPRIT方法相比较。仿真的结果表明相干源估计方法适合相干信号模型而ESPRIT方法适合非相干信号模型,在浅水情况下两种方法的结合具有很好的性能而同时不会增加系统规模。 文中还介绍了另一种估计海底回波角度的方法一相位中心比较技术。这种方法通过直接计算基阵间的相位中心的相位差来估计回波DOA,这是一种取代了参数估计方法的数学方法,算法能快速执行而产生时间序列。论文给出了仿真结果和实际数据的处理结果,对该方法的可行性进行了验证。

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