合成孔径声纳技术以及在海底探测中的应用研究 被引量：12

1

作者 杨敏 宋士林 +1 位作者 徐栋 王小丹 《海洋技术学报》 2016年第2期51-55,共5页

合成孔径声纳技术逐渐成为海底探测领域的热门研究方向,其在地貌成像、沉底和掩埋小目标成像、海底管道探测等方面的应用均取得重要进展。文中系统阐述了合成孔径声纳技术的工作原理和研究现状,重点介绍了双频双侧合成孔径声纳的技术优... 合成孔径声纳技术逐渐成为海底探测领域的热门研究方向,其在地貌成像、沉底和掩埋小目标成像、海底管道探测等方面的应用均取得重要进展。文中系统阐述了合成孔径声纳技术的工作原理和研究现状,重点介绍了双频双侧合成孔径声纳的技术优势。结合海底管线探查案例,详细分析了该设备的应用情况,并与浅地层剖面仪实际获取的图像进行了对比,验证了双频合成孔径声纳在海底探测中的适应性和探测能力,最后对该技术的研究与应用方向进行了展望。 展开更多

关键词 合成孔径声纳 海底探测 掩埋目标

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掩埋小目标声探测技术研究 被引量：11

2

作者 陈晓鹏 周利生 《声学技术》 CSCD 2012年第1期30-35,共6页

探测和识别沉底、掩埋水雷等小目标在军事上显得愈来愈迫切。在介绍掩埋小目标探测声纳现状的基础上,剖析了掩埋小目标声探测的技术难点,总结了小目标声探测技术的发展趋势,主要包括探测频率向低频发展,重点发展合成孔径探测技术,积极... 探测和识别沉底、掩埋水雷等小目标在军事上显得愈来愈迫切。在介绍掩埋小目标探测声纳现状的基础上,剖析了掩埋小目标声探测的技术难点,总结了小目标声探测技术的发展趋势,主要包括探测频率向低频发展,重点发展合成孔径探测技术,积极探索时反探测和MIMO探测方法,小目标识别技术向联合利用图像特征和散射特征的方向发展等,对沉底/掩埋小目标声探测技术研究及其声纳设计有借鉴指导意义。 展开更多

关键词 掩埋目标 声探测 合成孔径 时反处理

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海底掩埋目标声探测与识别关键技术进展

3

作者 刘梦婷 于盛齐 +4 位作者 谢志敏 秦志亮 解闯 郑毅 赵吉祥 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期910-921,共12页

为了准确呈现海底掩埋目标声探测与识别研究存在的问题与技术难点,推动该领域相关技术的发展,本文主要从探测系统及信号处理技术两方面出发进行研究。首先分析了基于水声探测海底掩埋目标所面临的难点,介绍了国内外掩埋目标声探测与识... 为了准确呈现海底掩埋目标声探测与识别研究存在的问题与技术难点,推动该领域相关技术的发展,本文主要从探测系统及信号处理技术两方面出发进行研究。首先分析了基于水声探测海底掩埋目标所面临的难点,介绍了国内外掩埋目标声探测与识别系统,然后论述了抗混响、特征提取、目标检测和目标识别等关键技术环节的主要研究进展,最后总结了掩埋目标探测与识别面临的问题和挑战,并对未来发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 掩埋目标 探测系统 信号处理 水声探测 抗混响 特征提取 目标检测 目标识别

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三维合成孔径声呐在海底掩埋目标探查中的应用现状与展望 被引量：6

4

作者 郎诚 茅克勤 向芸芸 《海洋开发与管理》 2021年第1期49-52,共4页

为提高我国海底掩埋目标的探查技术,以适应不断发展的探测需求,文章综述了现有三维合成孔径声呐在海底掩埋目标探查中的应用现状,并对关键技术的发展方向进行了展望。结果表明:尽管三维合成孔径声呐在海底掩埋目标探查中具有较大的技术... 为提高我国海底掩埋目标的探查技术,以适应不断发展的探测需求,文章综述了现有三维合成孔径声呐在海底掩埋目标探查中的应用现状,并对关键技术的发展方向进行了展望。结果表明:尽管三维合成孔径声呐在海底掩埋目标探查中具有较大的技术优势,但是由于技术难度大、复杂程度高,可提供成熟商用设备的单位仅有两家,中科探海研发的三维合成孔径声呐系统多项核心技术指标领先。运动误差估计和补偿技术,掩埋目标特征提取和识别分类算法,多通道大规模数据并行处理算法等关键技术将成为三维合成孔径声呐系统未来的发展方向。 展开更多

关键词 掩埋目标 合成孔径声呐 三维SAS 海底探测装备 声学成像

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混响背景下水底目标回波盲分离 被引量：5

5

作者 李秀坤 夏峙 +1 位作者 王向红 牟林 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期62-67,共6页

针对水下掩埋目标探测中目标回波信混比较低的问题,提出将混响视为一类信源的与目标回波盲分离方法,研究了目标回波与混响在时域统计特性、时频域以及时域波形上的可分离性与分离原则问题,解决了传统时频方法不适用于当混响与目标回波... 针对水下掩埋目标探测中目标回波信混比较低的问题,提出将混响视为一类信源的与目标回波盲分离方法,研究了目标回波与混响在时域统计特性、时频域以及时域波形上的可分离性与分离原则问题,解决了传统时频方法不适用于当混响与目标回波在时频域内混叠时的抑制混响问题。海上掩埋目标探测实验数据处理结果表明,经过时域二阶统计盲分离与时频域盲分离处理后,目标回波的信混比提高了约5 d B,在时频分布上可以更清楚的观察到目标几何亮点,从而提高对目标回波识别的准确性。 展开更多

关键词 水声探测 掩埋目标 混响 信号混叠 可分离性 信号分离 盲源分离

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起伏海底掩埋目标声散射特性数值仿真 被引量：4

6

作者 于福建 王斌 张培珍 《水下无人系统学报》 北大核心 2018年第6期533-536,共4页

基于COMSOL多物理场平台下的有限元数值计算方法,完成收发分置条件下掩埋弹性目标声散射数值计算。运用高斯谱法建立起伏海底模型,给出粗糙海底起伏高度、相关长度、掠射角等参数对掩埋目标声场特性的影响。结果表明,在单一方向入射多... 基于COMSOL多物理场平台下的有限元数值计算方法,完成收发分置条件下掩埋弹性目标声散射数值计算。运用高斯谱法建立起伏海底模型,给出粗糙海底起伏高度、相关长度、掠射角等参数对掩埋目标声场特性的影响。结果表明,在单一方向入射多点线阵上接收,计算得到收发分置的信混比呈现起伏特性:平坦或小起伏海底前向波形振荡剧烈且呈现准周期性,随着海底粗糙程度增加,起伏的规律性逐渐消失。当声波垂直照射海底时,海底起伏的相关长度变化对散射能量瑞利方差影响较大,而几乎不改变瑞利均值。斜入射时,相关长度和起伏高度均是影响瑞利方差和均值的主要因素。研究成果为海底掩埋目标声探测提供了参考依据。 展开更多

关键词 起伏海底 掩埋目标 声散射 收发分置

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合成孔径成像中掩埋目标的深度误差分析 被引量：3

7

作者 刘昊 刘维 刘纪元 《声学技术》 CSCD 北大核心 2015年第3期214-218,共5页

在掩埋目标三维成像过程中,沉积层底质的不同与掩埋深度的变化,会使成像结果中目标深度与真实深度出现偏差。针对这一问题,可以利用下视的面阵合成孔径三维成像算法,通过构建水下分层模型与声速剖面模型,对掩埋点目标进行三维成像仿真... 在掩埋目标三维成像过程中,沉积层底质的不同与掩埋深度的变化,会使成像结果中目标深度与真实深度出现偏差。针对这一问题,可以利用下视的面阵合成孔径三维成像算法,通过构建水下分层模型与声速剖面模型,对掩埋点目标进行三维成像仿真。通过改变沉积层底质与掩埋深度,从理论分析与仿真结果研究深度误差的变化。研究表明,深度误差随沉积层声速和掩埋深度的增加而不断变大。 展开更多

关键词 面阵合成孔径声呐 掩埋目标 三维成像 深度误差

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海底掩埋目标的散射特性分析 被引量：1

8

作者 刘千里 陈志浩 《舰船电子工程》 2010年第9期150-153,共4页

在对不同掠射角条件下掩埋目标的散射特性进行分析的基础上,认为低频、宽带、窄波束在小掠射角的情况下是适合掩埋目标探测和识别的,并对掩埋目标探测和识别声纳设计提出了建议。

关键词 小掠射角 掩埋目标 散射特性

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水下掩埋目标的散射声场计算与实验 被引量：9

9

作者 胡珍 范军 +1 位作者 张培珍 吴玉双 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期170-177,共8页

水下掩埋目标声散射问题是识别和探测掩埋目标的理论基础,是声散射研究领域的热点问题.本文基于射线声学推导了掩埋情况下目标声散射计算的格林函数近似式,并在此基础上进一步给出了相应的远场积分公式.在有限元方法的基础上,将推导得... 水下掩埋目标声散射问题是识别和探测掩埋目标的理论基础,是声散射研究领域的热点问题.本文基于射线声学推导了掩埋情况下目标声散射计算的格林函数近似式,并在此基础上进一步给出了相应的远场积分公式.在有限元方法的基础上,将推导得到的公式写入有限元仿真软件,对软件功能进行拓展,构建二维轴对称目标的声散射模型,并计算掩埋情况下弹性实心球在不同条件下的目标强度,获得了其散射声场随频率、掩埋深度、沙层吸收系数等参数的变化规律.开展实心球的自由空间和浅掩埋条件下水池声散射实验,利用共振隔离技术处理实验数据,提取目标声散射的纯弹性共振特征进行分析,结果表明可将其用于掩埋目标识别和探测.最后利用总散射声场与理论计算结果进行对比,验证了理论仿真的正确性. 展开更多

关键词 掩埋目标声散射 格林函数近似式 散射声场计算

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基于精确时延并行时域算法的低频合成孔径系统 被引量：1

10

作者 周跃涛 王朋 黄海宁 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期698-704,共7页

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... 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。 展开更多

关键词 声呐信号处理 水声成像 掩埋目标探测 合成孔径 时域逐点成像算法 精确时延 成像分辨率 并行算法

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一种基于双极性脉冲信号的沉底及掩埋小目标探测方法 被引量：6

11

作者 岳雷 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期143-152,共10页

针对沉底及掩埋小目标探测需求,设计低频双极性脉冲信号,提出基于双极性脉冲信号的空间与时间(简称空时)联合探测方法。分别从频谱、模糊度函数分析探测信号,根据声纳方程分析探测沉底及掩埋目标信混比情况,并搭建试验平台,完成了探测... 针对沉底及掩埋小目标探测需求,设计低频双极性脉冲信号,提出基于双极性脉冲信号的空间与时间(简称空时)联合探测方法。分别从频谱、模糊度函数分析探测信号,根据声纳方程分析探测沉底及掩埋目标信混比情况,并搭建试验平台,完成了探测沉底小目标的试验验证。理论分析、仿真计算及试验结果表明:低频、窄波束、小掠射角方式有利于探测沉底及掩埋小目标;低频双极性脉冲信号及空时联合探测方法作为一种新型探测信号及处理方法,可提高沉底及掩埋小目标的空间分辨能力及混响抑制性能。 展开更多

关键词 沉底及掩埋小目标 双极性脉冲 空间与时间联合探测 试验验证

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基于改进型支持向量机的目标微弱磁异常信号检测方法研究

12

作者 杨宇欣 张鹏飞 +3 位作者 李宝聚 沈莹 陈之岳 杨晓宝 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2023年第12期62-68,共7页

磁异常探测具有跨介质传播稳定、不受制于环境介质(如水、空气、沙石,泥土)的干扰、不受水文气象条件限制的优势,在工业、军事等领域一直作为研究的热点。依托于无人机平台的磁异常探测具有机动灵活的特点,极大提升了工作效率,适用于大... 磁异常探测具有跨介质传播稳定、不受制于环境介质(如水、空气、沙石,泥土)的干扰、不受水文气象条件限制的优势,在工业、军事等领域一直作为研究的热点。依托于无人机平台的磁异常探测具有机动灵活的特点,极大提升了工作效率,适用于大范围区域、复杂地形等极端环境下的探测作业。未爆弹、地下线缆与管道、地下金属废弃物等埋藏物小目标所产生的磁异常有效信号幅值较小,常受到环境噪声的干扰,且无人机动态噪声的引入进一步降低了数据质量。传统的目标检测算法主要应用于数据质量较好、信噪比较高的条件下,在复杂作业环境中无法有效检测出掩埋小目标的存在。文中提出了一种改进型遗传支持向量机(GSVM),对低信噪比下掩埋小目标磁异常信号进行检测,其采用遗传算法对支持向量机模型参数进行优化,提升模型训练效率与泛化性能。在数值实验与现场实验对比中,GSVM能够有效提升航磁探测中掩埋小目标探测与识别的正确率。 展开更多

关键词 磁异常检测 掩埋小目标 遗传算法 改进型支持向量机

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低频宽带多波束声呐系统设计及试验研究 被引量：4

13

作者 岳雷 姜春华 +6 位作者 罗松 王心怡 纳杰斯 马雪 刘宝军 何其煜 丁明惠 《水下无人系统学报》 北大核心 2020年第1期97-106,共10页

声学方法探测沉底及掩埋小目标在沉埋雷探测、海洋油气田管线定位等军民技术应用领域有着迫切需求及重要意义。文中概述了浅地层剖面仪、合成孔径声呐及海底三维成像系统等几种主流声学探测沉底及掩埋目标技术装备的现状及特点,分析了... 声学方法探测沉底及掩埋小目标在沉埋雷探测、海洋油气田管线定位等军民技术应用领域有着迫切需求及重要意义。文中概述了浅地层剖面仪、合成孔径声呐及海底三维成像系统等几种主流声学探测沉底及掩埋目标技术装备的现状及特点,分析了各自优势及存在的不足。并针对沉底及掩埋有限长管线目标探测需求,分析了低频宽带多波束声呐探测沉底及掩埋有限长管线目标的混响抑制及空间分辨能力,设计了系统的技术指标、使用方式、声探测基阵技术方案、硬件技术方案、信号处理流程、软件界面及软件处理流程,归纳总结了文中设计的低频宽带多波束声呐系统特点,在湖上完成了沉底有限长管线目标的试验验证。结果表明,低频宽带多波束声呐能可靠并有效地探测沉底管线目标。 展开更多

关键词 声学探测 沉底及掩埋小目标 管线 低频宽带多波束声呐

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探测掩埋小目标的声纳信号波形设计研究 被引量：1

14

作者 刘千里 陈志浩 《舰船电子工程》 2010年第11期155-158,共4页

在分析掩埋小目标探测对声纳信号设计的总体要求基础上,结合模糊函数分析,重点从距离分辨力、测距精度、抗混响性能以及抗多途起伏等方面对伪随机相位编码信号的探测性能进行了研究,验证了探测掩埋小目标较合适的声纳信号形式是多频伪... 在分析掩埋小目标探测对声纳信号设计的总体要求基础上,结合模糊函数分析,重点从距离分辨力、测距精度、抗混响性能以及抗多途起伏等方面对伪随机相位编码信号的探测性能进行了研究,验证了探测掩埋小目标较合适的声纳信号形式是多频伪随机相位编码信号。 展开更多

关键词 波形设计 模糊函数 相位编码信号 掩埋小目标

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