多波束測(cè)深系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償新技術(shù)研究與硬件設(shè)計(jì).pdf

1、在多波束系統(tǒng)測(cè)深過(guò)程中受到海浪、風(fēng)向等因素的作用導(dǎo)致測(cè)量船的姿態(tài)隨時(shí)都在發(fā)生變化，由于測(cè)量船的姿態(tài)的改變將給多波束測(cè)深的精度帶來(lái)很大影響，發(fā)射的聲波束不能到達(dá)預(yù)期的海底條帶位置而產(chǎn)生測(cè)深誤差。以前的多波束測(cè)深系統(tǒng)大都采用后置處理的方法而不能很好的解決這個(gè)問(wèn)題。本文對(duì)測(cè)量船縱搖、橫搖和艏搖運(yùn)動(dòng)姿態(tài)補(bǔ)償技術(shù)將進(jìn)行深入的研究，并采用在測(cè)量中實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償縱搖、橫搖和艏搖的新方法，根據(jù)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償要求使用一種在發(fā)射聲波束時(shí)進(jìn)行連續(xù)定向掃描的新技術(shù)，采

2、用的平面相控陣使發(fā)射波束具有二維的指向性，能夠把發(fā)射波束投射到與預(yù)定航線垂直的條帶上，并使用陣元間的頻率差控制發(fā)射基陣各陣元間的相移。 文中首先建立多波束條帶測(cè)深系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模型，編制了實(shí)時(shí)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)能浖?。這樣就保證了每次發(fā)射時(shí)波束的指向性參數(shù)都被實(shí)時(shí)計(jì)算出來(lái)，然后傳給發(fā)射系統(tǒng)來(lái)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償測(cè)量船的運(yùn)動(dòng)。然后，對(duì)上述多波束測(cè)深系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)部分進(jìn)行了硬件、軟件設(shè)計(jì)。發(fā)射機(jī)的硬件設(shè)計(jì)是基于VXI總線的，并使用DSP及直接頻率合成技術(shù)

3、完成192路單頻信號(hào)的發(fā)射和同步，驅(qū)動(dòng)發(fā)射波束的偏轉(zhuǎn)和聚焦，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的發(fā)射和同步。 掃描波束技術(shù)使用單一的中心頻率來(lái)覆蓋整個(gè)條帶。它因此兼容當(dāng)前的接收機(jī)硬件和回聲信號(hào)處理軟件。這就減小了在測(cè)深系統(tǒng)中去實(shí)現(xiàn)新的接收機(jī)所需的開(kāi)發(fā)工作。它在淺海操作區(qū)域相對(duì)于多頻“扇掃”操作更具有優(yōu)勢(shì)，在淺海操作區(qū)域它可以被應(yīng)用在由頻率和基陣尺寸所限定的最短脈沖寬度上。這不僅能在全程操作范圍上補(bǔ)償縱搖和艏搖，更開(kāi)啟了近場(chǎng)聚焦的可能性，使該系統(tǒng)在最淺操作