[发明专利]一种浅地层剖面仪的数据采集及信号处理方法

说明书

本发明涉及一种信号处理的技术领域，公开了一种浅地层剖面仪的数据采集及信号处理方法，包括：接收浅地层剖面仪的回波信号，并对接收到的回波信号进行AD采样处理，得到采样信号；利用带通FIR滤波器对采样信号进行滤波处理，得到滤波后的回波信号数据；对回波信号数据进行绝对值检波，提取回波信号数据中的信号包络；利用无线传输技术将提取到的信号包络传输到上位机；根据接收到的信号包络，利用基于门限检测法和能量检测法的触底检测算法进行水深检测。本发明还提供了一种浅地层剖面仪。本发明实现了浅地层剖面仪的数据采集及信号处理。

技术领域

本发明涉及信号处理的技术领域，尤其涉及一种浅地层剖面仪的数据采集及信号处理 方法以及一种浅地层剖面仪。

背景技术

近岸海洋工程建设是国防、经济发展的重要支撑。建设海洋工程以了解海底地层结构、 探测地层属性、沉积物结构为基础。浅地层剖面仪主要应用于海洋科学考察、海底管缆路 由探测、港池探测、海底地质结构探测、水下工程选址及日常维护等领域，在海洋科学研 宄、海洋工程以及海洋开发中发挥着重要的、不可替代的作用，相关研究结果还可应用于 潜艇、海洋移动工作站、水下无人深潜器、海洋勘探、海洋开发、科学研究等多个军民领域，经济和军事价值重大。

该浅地层剖面仪换能器发射主频附近的两组频率使用略微不同的高频声波的非线性 调频技术。由于在高声压下声波的传播具有非线性的特质，这两组声波相互作用，产生了 一种频率很低的声波(称为差频波)，而且仍然保持高频时的束角不变。采用非线性调频技 术的浅地层剖面仪具有穿透性强、发射波束角较小以及分辨率高等优点，可以对海底浅部 地层的具体情况进行详细的探测，同时只需要小体积和较轻重量的换能器。

鉴于此，如何对回波信号进行采集和处理，得到浅地层剖面图，成为本领域技术人员 亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种浅地层剖面仪的数据采集及信号处理方法，接收浅地层剖面仪的回波 信号，并对接收到的回波信号进行AD采样处理，得到采样信号,利用带通FIR滤波器对采样信号进行滤波处理，得到滤波后的回波信号数据；对回波信号数据进行绝对值检波，提取回波信号数据中的信号包络，利用无线传输技术将提取到的信号包络传输到上位机，同时根据接收到的信号包络，利用基于门限检测法和能量检测法的触底检测算法进行水深检测。

为实现上述目的，本发明提供的一种浅地层剖面仪的数据采集及信号处理方法，包括：

接收浅地层剖面仪的回波信号，并对接收到的回波信号进行AD采样处理，得到采样 信号；

利用带通FIR滤波器对采样信号进行滤波处理，得到滤波后的回波信号数据；

对回波信号数据进行绝对值检波，提取回波信号数据中的信号包络；

利用无线传输技术将提取到的信号包络传输到上位机；

根据接收到的信号包络，利用基于门限检测法和能量检测法的触底检测算法进行水深 检测。

可选地，所述接收浅地层剖面仪的回波信号，并对接收到的回波信号进行AD采样处 理，包括：

浅地层剖面仪系统上电后进行上位机初始化以及信号处理机初始化；信号处理机初始 化后，信号处理机处于等待上位机命令状态；上位机初始化后，经过设备自检后，向信号 处理机发送参数设定及启动控制命令，信号处理机提供发射同步信号给发射机，控制信号 发射；在本发明一个具体实施例中，本发明利用前置放大器对发射信号进行放大处理；

发射信号到达海底浅部地层后会产生回波信号，所述信号处理机接收回波信号，并对 回波信号进行AD采样处理，所述AD采样处理的流程为：

对于回波信号x(t)，设置信号的采样周期为T，则AD采样得到的采样信号为：

其中：