[发明专利]合成孔径声纳信号的快速仿真方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种声纳信号处理方法，尤其涉及一种可以快速仿真合成孔径声纳回 波信号的方法。

背景技术

合成孔径声纳(Synthetic Aperture Sonar：SAS)技术利用小尺寸基阵在方位向的 移动，通过对不同位置声纳回波信号的相干处理，从而得到高精度的声纳图像。

合成孔径声纳的工作原理如图1所示，基阵做匀速直线运动，按一定的时间间 隔发射和接收回波数据，完成一次收发得到的数据称为一ping，对接收到的多ping 数据进行合成孔径成像处理，可以得到高分辨率的二维图像。传统的仿真算法是根 据速度计算出每ping的基阵位置(x，y，z)，假设目标位置为(x_i，y_i，z_i)，发射信号为 s(t)，这样该ping的回波即为s(t-Δt_i)，其中

Δti=2riC=2(x-xi)2+(y-yi)2+(z-zi)2C]]>

C为声速，r_i为基阵到目标的距离，这样得到的是一个目标点的回波，对于大规模的 地形场景，可以划分为若干个目标点，所有目标点的回波之和即为该ping的回波

Σis(t-Δti)]]>

其中i为目标点编号。可以看出，传统的仿真方法在对目标点较多的地形场景进 行仿真时，由于基阵的移动引起基阵到目标点距离的不断变化，需要每ping都计算 基阵到所有目标点的距离，计算量很大，计算效率低。

由此可见，合成孔径声纳信号的仿真算法能够为其各个步骤的算法研究提供一 定的依据，是合成孔径声纳算法研究中的重要部分。传统的仿真算法一般通过计算 基阵移动位置和目标点的距离，得到发射信号的研究，进而对不同ping的回波进行 延时，得到最终的结果。这种算法的模型简单，易于实现。但是当目标点个数较多 时，计算量迅速增大。尤其是对于连续的地形场景进行仿真时，若要得到尽可能真 实的仿真数据，就必须将场景划分为尽可能多的目标点，这样目标点数会达到数百 万的量级，采用传统的仿真方法进行仿真时，速度非常慢。而干涉合成孔径声纳往 往需要仿真连续的地形场景，以进行相位展开等算法的验证。

发明内容

本发明解决的问题即提高合成孔径声纳仿真信号的计算效率，能够有效的进行目 标点较多的情况，尤其是大规模的地形场景下的合成孔径声纳回波信号仿真。因此， 本发明的目的在于，在传统仿真算法的基础上提供一种快速的合成孔径声纳信号仿 真方法，能够有效地提高计算效率，可以进行大规模场景的仿真。