[发明专利]相关测速声纳测量流层速度的方法及其系统

摘要

本发明公开了一种相关测速声纳测量流层速度的方法及其系统。该系统包括计算机，该计算机内包括：初始化模块、发射编码模块、发射/接收模块、解调滤波模块、第一计算模块、参数模块、第二计算模块和速度模块。该系统执行下列步骤：开始、初始化、选择发射编码、发射、读取数据、解调滤波、分别计算各流层的时空相关函数矩阵、设置各个流层最大似然法的搜索范围、采用用最大似然法分别求各流层解和储存结果。在采用最大似然法分别求各流层解步骤中，采用的流体介质声纳阵时空相关函数用库默尔函数简洁表示，与实验符合良好。该函数不仅适用于远场区，即平面波区，还适用于夫琅和费区，即球面波区。

主权项

1、一种相关测速声纳测量流层速度的方法，包括以下步骤：1)选择发射编码；2)根据发射编码发射声脉冲到流体介质中，并接收各流层反向散射的回波信号；3)对各流层回波信号进行解调滤波，并计算各流层的时空相关函数矩阵；4)设置未知参数系综的搜索范围，其中V_x、V_y分别是x、y方向各流层的相对速度均值，σ_vx、σ_vy分别是x和y方向各流层速度的方差，γ是宽度因子；5)在未知参数系综的搜索范围内，基于最大似然原理，将步骤3)中的各流层时空相关函数矩阵与理论的流体介质声纳阵时空相关函数进行拟合运算；所述的流体介质声纳阵时空相关函数为：其中C是常数，τ是延时，d是相邻声纳阵基元间的间距，₁F₁(·)是库默尔函数，βθ=-β22θe/4π,]]>以及β2=ω0c((τV‾x+dx)2+(τV‾y+dy)2)1/2,]]>ζ2=ω0τc(σvx2+σvy2)1/2,]]>α2=tg-1τV‾y+dyτV‾x+dx,]]>α3=tg-1σvyσvx,]]>θe2=12θb2θc2θb2+θc2;]]>其中ω₀是发射信号的中心频率，c是声速，d_x和d_y是d在x和y方向的分量，θ_b和θ_c分别是发射波束宽度和接收波束宽度；6)由步骤5)的拟合结果得到各流层对于载体的相对速度均值{V_x，V_y}；再结合载体对底的速度，即得到各流层的绝对速度。