[发明专利]一种多波束渔用声呐信号处理方法及系统

说明书

本发明提供了一种多波束渔用声呐信号处理方法及系统，在该方法中接收波束的过程包括以下步骤：(S1)各信号处理板根据与其通信连接的阵子接收到的信号对各待接收波束进行波束成型，以得到各待接收波束的部分波束的信号；(S2)各信号处理板对其得到的部分波束的信号依次进行匹配滤波以及抽取；(S3)各信号处理板通过交换机将抽取后的部分波束的信号通过所述交换机传输至主机；(S4)主机将待接收波束的各部分波束进行叠加，得到待接收波束的信号。在本发明中通过在各信号处理板中增加匹配滤波环节并对匹配滤波环节进行抽取，解决了现有技术中信号处理板与主机之间信号速率过大的问题，同时减少了抽取过程引入的相位噪声。

技术领域

本发明涉及渔业设备领域，具体地，涉及一种多波束渔用声呐信号处理方法及系统。

背景技术

渔用声呐(俗称“探鱼仪”)作为海洋渔业中使用最广泛、最典型的助渔仪器之一，是利用水声学方法探测海洋鱼类资源数量和空间分布信息的主要工具。探鱼仪种类可以分为垂直单波束探鱼仪、水平探鱼仪、垂直双频探鱼仪、分裂波束探鱼仪和多波束探鱼仪等，其中多波束渔用声呐可以获得更远的空间探测距离和更高的角度分辨率能力，在远洋渔业拖网、围网捕捞对鱼群的探测中有着广泛的应用，可以大幅度提高远洋渔业捕捞效率，也为未来海洋渔业捕捞精准和选择性捕捞提供了技术手段。

为了达到更远的探测距离和更高的角度分辨率，具有更多独立通道的渔用声呐硬件被设计和使用，典型的商用多波束渔用声呐包括：挪威SIMRAD公司的SX90、日本古野公司FSV35和FSV25、加拿大MAQ公司的MAQ22、MAQ60和MAQ90等型号，其通道数可以达到256通道，最高可以多达近千通道。每一个通需要进行单独的信号处理，这给单板信号处理器带来了极大的挑战。

为了解决这一问题，往往将采用多个信号处理板的方案，这样来分散信号处理过程，增加系统得可维护性。但与此同时也带来另一个问题，由于多波束渔用声呐波束成形跨多个信号处理板，多个信号处理板之间通信或信号处理板与主机之间通信数据量极大，例如：使用频段为30MHz全方位渔用声呐，如常用160个波束进行扫描，每个波束成形需要跨3块板卡，数据采样率为1MHz,数据位宽为16位，那么相当于有768MHz板间数据传输率。这样数据传输量往往需要采用光纤来完成。渔用声呐海上使用，使用过程中振动、盐雾等外部环境恶劣，光纤易折断给系统带来极大的复杂度和不可靠性。同时160个波束再主机中进行后续实时匹配滤波监测处理，给主机也带来巨大得运算压力。

在部分现有技术中，信号处理板在将信号传输至主机之前会对信号进行抽取，这种方式虽然可降低信号速率，但是过早进行采样会降低信号品质，引入噪声，还有可能导致信号中的细节丢失。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种多波束渔用声呐信号处理方法及系统，该系统通过在各信号处理板中增加匹配滤波环节并对匹配滤波环节进行抽取，解决了现有技术中信号处理板与主机之间信号速率过大的问题。

本发明提供的技术方案是：

一种多波束渔用声呐信号处理方法，在该方法中将多数量的阵子分为多组；每一组阵子与一个信号处理板对应，将各所述阵子通过接收机与该组阵子对应的信号处理板通信连接，并将各所述信号处理板通过交换机与所述主机通信连接；接收波束的过程包括以下步骤：

(S1)各所述信号处理板根据与其通信连接的阵子接收到的信号对各待接收波束进行波束成型，以得到各待接收波束的部分波束的信号；

(S2)各所述信号处理板对其得到的部分波束的信号依次进行匹配滤波以及抽取，以降低部分波束的信号的数据量；

(S3)各所述信号处理板通过所述交换机将抽取后的部分波束的信号通过所述交换机传输至所述主机；

(S4)所述主机将待接收波束的各部分波束进行叠加，得到待接收波束的信号。