[发明专利]一种基于航迹线文件的侧扫声纳拖鱼航迹处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及声纳领域，特别是涉及一种基于航迹线文件的侧扫声纳拖鱼航 迹处理方法。

背景技术

随着科学技术的高速发展，人类对海洋认识的逐渐深化，海洋因其经济上 的巨大潜力和战略上的重要地位越来越被人们重视。侧扫声纳技术使人们在认 识海洋和开发海洋资源的过程中有了更先进的技术手段。侧扫声纳技术综合了 声学、数字信号处理、导航定位和计算机技术，它运用海底地物对入射声波反 向散射的原理来探测海底形态，直观地提供海底地貌的声成像，因其具有高分 辨率，拖鱼高度可调节，造价便宜，使用方便等优点，被广泛应用于海洋测绘、 海洋地质勘探、海底沉积物探测、海洋制图和海洋工程等方面。

原始测扫声纳图像是按扫描线顺序排列的序列图像，不具有整体性的地理 方位和可量测性，地理编码技术使之具有整体性的地理方位和可量测性，是对 其做进一步分析和应用的基础。与一般的遥感影像不同，侧扫声纳图像主要是 依据导航信息，结合拖鱼航行轨迹与扫描线的几何关系进行地理编码的。但是 由于声纳定位系统粗差、瞬时定位错误、定位与扫描不同步等问题，以及拖鱼 因受船速、潮水等诸多因素影响造成的航行轨迹不稳定，经过地理编码后的侧 扫声纳图像往往存在大量的空白缝隙，严重影响海底地形地貌影像的清晰度和 连贯性。因此，在对侧扫声纳数据进行地理编码之前，必须对其进行航迹处理。 目前，国际上比较著名的侧扫声纳系统生产商都有自己成熟的处理软件，如 VISTA、CODA、Isis等等，这些软件一般只有功能说明，相关的技术文档则 较为少见。从检索的资料到的研究资料来看，国内外只有少数文献提到了侧扫 声纳拖鱼航迹处理方法，如文献【1】、文献【2】中提出的垂线分割滤波算法， 以及文献【3】中提出的内插扫描线法等，这些方法虽然在一定程度上消除了 侧扫声纳图像在地理编码后存在的缝隙，但容易造成图像的细节丢失，且运算 量较大，算法实现复杂。

参考文献：

【1】侧扫声纳图像地理编码技术研究.邓雪清，巩丹超，罗睿.海洋测绘.2002， 22(4)

【2】侧扫声纳图像几何纠正技术研究.邓雪清，滕惠忠，巩丹超.解放军测绘 研究所学报.2002，23(1)

【3】Sidescan Sonar Image Processing Techniques.R Cervenka and C de Moustier. IEEE J.Oceanic Eng.，1993，18(2)

发明内容：

本发明的目的是克服现有航迹处理方法中存在的运算复杂，效率不高的缺 点，提供一种基于航迹线文件的侧扫声纳拖鱼航迹处理方法。

基于航迹线文件的侧扫声纳拖鱼航迹处理方法包括以下步骤：

1)对侧扫声纳数据文件进行解析类编写；

2)顺序读取航迹线文件中的记录，并提取时间信息和航迹坐标点；

3)利用贝塞尔插值模型对所述步骤2)提取的航迹坐标点进行插值，构建 经过航迹坐标点的平滑曲线，拟合拖鱼得航行轨迹；

4)解析侧扫声纳数据中扫描线的时间信息，同所述步骤2)中提取的时间 信息比较，统计出各相邻航迹点间接收到扫描线的条数；

5)对所述步骤3)和所述步骤4)中产生的结果进行内插处理，计算拖鱼 运行时的瞬时坐标。

步骤1)所述对侧扫声纳数据文件进行解析类编写步骤：采用面向对象的 方法，将侧扫声纳数据文件作为一个对象进行封装，对侧扫声纳数据文件进行 解析类编写，实现对侧扫声纳文件头，扫描线信息头和扫描线数据的快速访问。

步骤2)所述顺序读取航迹线文件中的记录，并提取时间信息和航迹点坐 标步骤：逐行读取航迹线文件中的记录，以空格为分隔符把读取到的记录字符 串分隔成测线信息、事件信息、时间信息和航迹坐标点四个字段，时间信息记 为T₁，T₂...T_i，T_i+1...T_n，航迹坐标点记为P₁，P₂...P_i，P_i+1...P_n。