[发明专利]一种多波束声呐系统参数的自适应调整方法

说明书

本发明公开了一种多波束声呐系统参数的自适应调整方法，涉及多波束声呐测量技术领域。根据多波束声呐系统的分辨率模型，结合声呐安装载体的实时运动姿态、实时测试表现，通过算法推算出多波束声呐在当前测试环境下所需要的实时控制参数、参数调整控制原则，自动实时的判断出在当前测试环境下，多波束声呐系统的实时表现以及测试效果；综合产品的应用场景、载体的运动状态、应用水文环境等，在系统实际应用中，自动调整控制多波束声呐的系统参数，排除非专业操作人员、参数需要实时动态调整设置、参数设置存在滞后等因素的影响，取得良好测试效果，减轻操作人员的工作量，降低实时数据传输量，为多波束声呐系统与其他水下系统集成提供保证。

技术领域

本发明涉及多波束声呐测量技术领域，具体涉及一种多波束声呐系统参数的自适应调整方法。

背景技术

多波束声呐是在一定空间范围内形成多个波束的声呐，因其一次可以发射多个波束同时获取多点信息，使得其覆盖的测量范围广、搜索速度快、效率和精度都高，越来越广泛地应用于海底地形扫测、目标搜探等作业。

在实际使用过程中，由于测试目的不同导致测试要求不同，水下地形环境的变化(水深变化、底部材质变化)、声呐安装载体姿态变化(包括横摇、纵摇、运动速度等)，都会影响多波束声呐系统的测试效果，为提高测试效果，都需要根据现场声呐系统的实时测试效果对单套声呐系统的控制参数(声呐系统应用距离、声呐系统的孔径大小、声呐波束开角范围、声呐系统发射功率、声呐系统接收增益、图像展示色彩等)进行实时调整，现阶段这些调整通常是人为调整，由操作人员根据经验以及测量目的，实时对声呐参数进行调整，这样的调整方式过度依赖于操作人员的工作经验、工作强度大(整个测试过程都需要实时查看测试效果)、且存在滞后性。如果操作不当，不但会引入测试噪音，导致有用信号丢失，增大系统功耗；还会影响设备的使用寿命。同时过度依赖人为也将调整导致多波束系统无法与水下无人设备集成，限制了多波束声呐的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多波束声呐系统参数的自适应调整方法，解决现有系统参数依靠人工调整导致的调整效果差且不及时、过度依赖人为操作导致多波束声呐系统与其它水下无人设备集成存在障碍从而限制了多波束声呐应用的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种多波束声呐系统参数的自适应调整方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)根据多波束声呐系统的空间分辨率模型，得到波束在一定水深状况下底部覆盖的数据，包括一定角度下平行航向长度、垂直航迹方向长度；

(2)根据测试目的、测试水深状况、测试水下地形变化状况、测试水下底部材质、测试水域水文环境、在测试过程中声呐载体的最大航速、水面天气状况、载体振动以及噪音情况构建出多波束操作系统进行测试的基本控制模型，基本控制模型包括多波束声呐系统的开角设置、ping率设置、脉冲长短设置、发射功率设置、发射波束角度设置、近场聚焦设置、探测模式设置、根据测试目的坐标进行初始测线规划；

(3)根据步骤(2)生成的多波束声呐的基本控制模型，根据多波束声呐系统在测试过程声呐的运动姿态信息、系统测试干扰状况、系统整体图像状况，根据多波束声呐原理对测试过程中的多波束声呐控制参数进行自动迭代控制参数，具体为自适应的调整多波束声呐系统的自动控制参数；根据实现测试效率最优原则，具体在保证开角前提下保证边缘波束有效触底，降低旁瓣干扰，保证成像质量，降低功耗；根据本发明整个声呐系统将在整个测试过程中实现声呐系统控制参数自动迭代完成整个测试过程；

(4)根据步骤(3)进行多波束声呐基本控制模型迭代过程中实时记录多波束声呐的载体运动轨迹曲线，以及多波束声呐系统底部测宽覆盖曲线，多波束声呐系统将根据应用目的确定相邻测线覆盖要求自动规划下一条测线；