[实用新型]一种水下全景三维成像拖体

说明书

本实用新型公开了一种水下全景三维成像拖体，包括拖体壳架和成像组件；所述拖体壳架内装配有成像组件，所述拖体壳架包括骨架、蒙皮和外围附体，所述蒙皮内设置有成像组件；所述外围附体包括尾翼板、舵板和拖曳架，所述成像组件包括接收组件和发射组件，所述接收组件包括障板与接收阵元构成的接收基阵、互联缆和接收电子舱；所述发射组件包括发射基阵、互联缆和发射电子舱；所述接收基阵置于拖体前端、所述发射基阵置于接收基阵后部；所述接收电子舱和发射电子舱对称置于发射基阵左右两侧；本新型采用平板状拖体外形、下视三维面阵、10kHz的声波频率，通过航迹向上的合成孔径处理来实时、高分辨处理三维信号，实现大深度掩埋目标的探测成像。

技术领域

本实用新型涉及一种水下全景三维成像技术设备领域，特别涉及一种水下全景三维成像拖体；主要适用于海洋探测领域，通过拖曳平台的拖带，可对设定海域内悬浮、沉底和掩埋目标及海底地形地貌进行探测。

背景技术

随着海洋技术、海洋经济的快速发展，既给海洋装备的发展带来了前所未有的机遇，也对海洋装备的能力需求也提出了越来越高的要求，尤其是对海洋探查装备的要求从近海延展到中远海，从水中悬浮、沉底目标扩展到海底以下地质层及掩埋目标。因此，对可探测悬浮、沉底和掩埋目标的海洋全景三维探查系统的需求越来越迫切。

传统海洋探查装备包括声学、光学和磁学探查装备；首先，光学探查装备是利用激光或可视光进行可视化的观察探测，存在探测距离近且探测效果过度依赖水质清澈度等致命性缺点，至今还没有可满足工程使用的装备投入使用；其次，磁学探查装备存在作用距离近、分辨率低、探测能力有限(如不能探测非金属目标等)、虚警率高和对拖曳平台有苛刻的要求(如消磁等)等缺点，应用范围相对有限，主要应用于海底矿藏探测领域；再次，声学探查装备是利用声波反射进行探查的装备，根据声波频率可以分为次声和成像探查装备两种；次声探查装备的探测声波频率低于20Hz，成像探查装备的探测声波频率高于5kHz。次声探查装备主要存在分辨率低的缺点，不能用于小目标探测，主要应用于海底矿藏探测领域。

现有技术中，成像探查装备主要有侧扫声呐、前视多波束声呐、下视多波束声呐、浅地层剖面仪等。这些声呐各有特点，但也存在着多项缺点：1、均不能完成全景三维成像需求；2、传统浅地层剖面仪存在着探测效率低、分辨率低的缺陷，一般只能用于探测较粗的管线目标或较大范围的浅地层剖面，不适合用来探测较小的掩埋目标；3、浅地层剖面仪为二维成像，只能获得设备下方的剖面图像。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种水下全景三维成像拖体，针对现有技术中的不足，采用平板状的拖体外形和下视三维面阵配置以及中心频率为10kHz的低频率声呐基阵，通过航迹向上的合成孔径处理、基于功率谱密度分布的改进脉冲压缩方法、基于灰度分布的正下方底混响抑制方法、基于底跟踪的自适应分辨率修正方法来实时、高分辨处理三维信号；提高了掩埋目标的信噪比和成像分辨率，在该拖体中，有效地解决了探测掩埋深度与成像分辨率之间的矛盾，从而实现大深度掩埋目标的探测成像；同时，提高了拖曳姿态稳定性，并简化了拖体结构、降低了拖体的重量和尺寸，突出提高拖体姿态稳定性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种水下全景三维成像拖体，包括拖体壳架和成像组件，其特征在于：