多波束測深系統(tǒng)運動補償新技術(shù)研究與硬件設(shè)計.pdf

1、在多波束系統(tǒng)測深過程中受到海浪、風向等因素的作用導致測量船的姿態(tài)隨時都在發(fā)生變化，由于測量船的姿態(tài)的改變將給多波束測深的精度帶來很大影響，發(fā)射的聲波束不能到達預期的海底條帶位置而產(chǎn)生測深誤差。以前的多波束測深系統(tǒng)大都采用后置處理的方法而不能很好的解決這個問題。本文對測量船縱搖、橫搖和艏搖運動姿態(tài)補償技術(shù)將進行深入的研究，并采用在測量中實時動態(tài)補償縱搖、橫搖和艏搖的新方法，根據(jù)運動補償要求使用一種在發(fā)射聲波束時進行連續(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深系統(tǒng)運動補償模型，編制了實時進行運動補償?shù)能浖＿@樣就保證了每次發(fā)射時波束的指向性參數(shù)都被實時計算出來，然后傳給發(fā)射系統(tǒng)來動態(tài)補償測量船的運動。然后，對上述多波束測深系統(tǒng)的發(fā)射機部分進行了硬件、軟件設(shè)計。發(fā)射機的硬件設(shè)計是基于VXI總線的，并使用DSP及直接頻率合成技術(shù)

3、完成192路單頻信號的發(fā)射和同步，驅(qū)動發(fā)射波束的偏轉(zhuǎn)和聚焦，實現(xiàn)信號的發(fā)射和同步。 掃描波束技術(shù)使用單一的中心頻率來覆蓋整個條帶。它因此兼容當前的接收機硬件和回聲信號處理軟件。這就減小了在測深系統(tǒng)中去實現(xiàn)新的接收機所需的開發(fā)工作。它在淺海操作區(qū)域相對于多頻“扇掃”操作更具有優(yōu)勢，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償縱搖和艏搖，更開啟了近場聚焦的可能性，使該系統(tǒng)在最淺操作