[发明专利]单波束声呐水下测绘方法、系统、存储介质及终端

权利要求书

1.一种单波束声呐水下测绘方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100：对目标进行初始化采集，建立电路噪声和环境噪声为主的噪声模型，对初始化采集数据进行补正；

S200：设定载波频率，发射线性调频信号，接收回波信号，并对回波信号进行时间增益补偿；

S300：对补偿后的信号进行傅里叶检波处理转化为频域模型，进行滤波处理，对处理后的信号进行频域波束形成；

S400：通过频域波束形成实现确定方位的测绘，经过匹配滤波实现脉冲压缩去除回波信号中频域的二次相位；

S500：对脉冲压缩结果进行逆傅里叶变换得到时域能量，并将相应的能量值对应于同一色系下不同深浅的对比值，得到当前测绘信息显示图。

2.根据权利要求1所述的一种单波束声呐水下测绘方法，其特征在于，步骤S200包括：

S201：确定载波频率，通过声呐系统中的传感器发射线性调频信号为：

（1）

其中，T为时宽，， B为脉宽，t为连续时间，j为虚数单位；

S202：线性调频信号经由物体反射返回给传感器，传感器对返回信号进行时间增益补偿。

3.根据权利要求2所述的一种单波束声呐水下测绘方法，其特征在于，步骤S202中，所述时间增益补偿通过TVG函数放大，所述TVG函数为：

（2）

其中，是设计的可控最大增益，D为扩展系数，D=1为柱面扩展，D=2为球面扩展，为海水吸收损失，是吸收系数，是TVG的起始码，r为传播距离，t为连续时间。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种单波束声呐水下测绘方法，其特征在于，步骤S300包括：

S301：消除接收信号中的电路噪声和环境噪声；

假设测绘位置距离传感器距离为，则经过传感器处理之后上传的接收信号：

（3）

其中，为S100采集生成的噪声信号，c为水下声速, r为传播距离, 为TVG函数，j为虚数单位，T为时宽，t为连续时间，为载波频率，， B为脉宽；

S302：对信号进行傅里叶检波，得到频域信号；

（4）

S303：在频域信号进行添加巴特沃斯低通滤波处理；

（5）

其中，和均为单位有效数据, 以及 均为常数，c为水下声速，M、N均为滤波器最大阶数，n为序号，x为输入信号，y为输出信号；

S304：获得频域信号序列的所有值。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种单波束声呐水下测绘方法，其特征在于，步骤S400包括：

在频域内对带宽内频率对应的线谱进行波束域处理，有效线谱对应频率为：

（7）

其中，是频率间距，，L是傅里叶变换离散点数，为采样频率，l是接收信号在频域内正负频谱的数目；

最终，处理后波束形成结果为：

（8）

其中，是目标方向，是基带回波信号的有效频谱，r为传播距离，j为虚数单位，c为水下声速。

6.根据权利要求5所述的一种单波束声呐水下测绘方法，其特征在于，步骤S400包括：

通过频域波束形成确定目标方向，包含距离信息，同时对原来的发射信号进行频域变化得：

（10）

去除回波信号中频域的二次相位，得到脉冲压缩后频谱：

（11）

其中频域共轭：

，

最终结果为：

（12）

其中，，脉冲压缩后频谱的线性相位中包含回波时延信息， ， T为时宽，B为脉宽，f为频率， j为虚数单位。