基于通用信号处理平台的声呐目标模拟器设计

文章针对新型声呐调试维修中需特定参数的传感器信号的实际情况,提出设计基于通用信号处理平台的声呐目标模拟器设计思路,针对新型数字声呐设计可联机工作的数字仿真系统,用于模拟实际声呐传感器阵列信号特性,完成对声呐系统的调试与维修工作,从而提高新型声呐设备的保障能力。     

重力式码头沉箱接缝检测方法研究与改进

针对重力式码头沉箱安装接缝难以检测的问题,分别采用水下机器人、多波束扫测、三维声呐扫描技术进行检测。检测数据表明:水下机器人对沉箱接缝的检测效果直观、准确度较高;多波束测深系统对沉箱接缝具有一定的识别能力,但对于缝宽较小及距离较远的接缝分辨率较差;三维声呐探测扫测精度高,但扫测范围小且效率低。从测试原理上分析各种方法测试优缺点产生的原因并根据检测需求自主设计了三维声呐测量支架,实现对沉箱接缝任意深度量测,并结合工程实例取得良好的测试效果,为沉箱接缝检测方法的选取提供借鉴。     

水下抛石高精度准实时多波束处理系统的研发与应用

针对水下抛石施工的测深系统不能实时反馈数据处理结果的问题,对多波束测深系统的自动滤波功能进行研发,采用CUBE滤波算法,实现了多波束测深数据的准实时处理以及抛石断面与设计断面的对比分析,并将其应用于某深水防波堤实际工程。结果表明,该系统能够对水下抛石施工起辅助决策的作用,并提高水下抛石效率和精度,可为类似工程提供参考。     

基于电抗加载的单通道五元多波束扫描天线阵设计方法研究

为解决多波束扫描天线阵中多接收通道的一致性问题,并简化多波束形成所需的复杂波束形成网络,采用电抗加载方法设计了仅需一个输出通道的五元多波束扫描天线阵。仿真结果表明,该天线阵采用MUSIC算法,能实现最多4个信号到达方向(DOA)的较精确估计。另外,对信噪比、采样点数、信号角间距对信号到达方向估计效果的影响进行了定量分析。该天线阵的设计方法与计算结果对电抗加载高频地波雷达(HFSWR)天线阵的优化设计与工程应用具有一定的指导意义。     

Application of A* algorithm for real-time path re-planning of an unmanned surface vehicle avoiding underwater obstacles

This paper describes path re-planning techniques andunderwater obstacle avoidance for unmanned surface vehicle （USV）based on multi-beam forward looking sonar （FLS）. Near-optimalpaths in static and dynamic environments with underwaterobstacles are computed using a numerical solution procedure basedon an A algorithm. The USV is modeled with a circular shape in 2degrees of freedom （surge and yaw）. In this paper, two-dimensional（2-D） underwater obstacle avoidance and the robust real-time pathre-planning technique for actual USV using multi-beam FLS aredeveloped. Our real-time path re-planning algorithm has beentested to regenerate the optimal path for several updated frames inthe field of view of the sonar with a proper update frequency of theFLS. The performance of the proposed method was verifiedthrough simulations, and sea experiments. For simulations, theUSV model can avoid both a single stationary obstacle, multiplestationary obstacles and moving obstacles with the near-optimaltrajectory that are performed both in the vehicle and the worldreference frame. For sea experiments, the proposed method for anunderwater obstacle avoidance system is implemented with a USVtest platform. The actual USV is automatically controlled andsucceeded in its real-time avoidance against the stationary underseaobstacle in the field of view of the FLS together with the GlobalPositioning System （GPS） of the USV.     

基于 CS3308的多通道 TVG 控制设计与实现

多波束测深声呐是用于测量海底地形地貌的设备,作为主动声呐,抗混响是其关键技术之一。本文提出抗混响的 TVG 控制方案,设计基于 CS3308的多通道 TVG 控制电路,具备固定增益设定、常用 TVG 曲线固化模式和实时 TVG 曲线下载等功能。与以往的设计方法相比,该方案具有设计简单、体积小、控制灵活等特点。试验结果表明,文中设计的 TVG 控制电路工作稳定可靠,增益调节范围–96 dB～+22 dB,步进1/2 dB 或1/4 dB 可选。     

基于MATLAB与LabVIEW的回波信号处理与分析

针对MATLAB与LabVIEW软件的不同特性,提出利用编程实现和虚拟实验相结合的方式对某声纳接收到的回波信号进行处理。信号的处理与分析是MATLAB与LabVIEW的强项,用户可以很轻松地构建各种复杂的信号处理与分析系统,操作简便,并且形象直观,大大提高了信号处理与分析的能力、精度和效率。     

新概念认知声纳初步研究(英文)

The performance of a sonar system is closely related to the marine environment and the target characteristics. When dealing with the echoes of a traditional active sonar system, the sonar designers often do not take into account the influence of the environmental information and prior knowledge perceived by sonar receivers, making it difficult to obtain desired processing results. Based on the basic principle and key technology of sonar, this paper proposed a cognition-based intelligent sonar system in theory--cognitive sonar. Cognitive sonar is capable of jointly optimizing the transmission waveform and receiver according to the changes of environment so that its detection and identification performance can be significantly improved.     

长江口北槽深水航道整治工程贮泥坑抛泥过程监测分析*

对北槽航道维护使用的3#贮泥坑抛泥流失率进行现场监测和分析研究。监测内容包括应用多波束地形测量仪测 得贮泥坑抛吹泥前后的准确容积变化,采用表层取样法测量贮泥坑抛泥后的表层泥沙密度及采用柱状采样器测量贮泥坑不 同深度的泥沙密度,综合容积变化和密度结果可以得到实际入坑泥沙量,结合实际抛泥量计算出贮泥坑的抛泥流失率。监 测结果表明该贮泥坑的抛泥流失率达到76%。同步监测的流速结果表明贮泥坑周边动力强、流速快,流速快是造成该贮泥 坑抛泥流失率大的主要原因。建议该坑向附近动力弱的坝田掩护区移动以减少该贮泥坑泥沙流失率。     

基于CAN总线的船舶声纳数据采集系统分析

声纳上传的数据需要高速的具有合适采集频率的数据采集系统才能够实现对船舶声纳数据的提取和分析,文章设计了基于CAN总线的声纳数据采集系统,完整的给出了数据采集系统的总体结构和采集节点的硬件构成,在此基础上重点分析了数据采集系统采样频率和CAN总线接口电路的设计,对于船舶声纳数据采集系统的研究具有一定的借鉴意义。     

高性能水下目标识别系统及其实验研究

结合“九五”预研课题,设计了一种高性能的水下目标识别系统,具有有源目标识别和无源目标识别两种功能。海上实测数据的大量实验表明：在低信噪比,多工况及大量测试样本条件下,该识别系统具有识别率高,实时性好,推广能力强等优点,具有一定的推广价值。     

基于ADSP TS201的数据采集与处理系统设计

介绍了一种以FPGA＋ADSP为核心、基于PCI总线支持的高性能实时信号采集和处理系统,该系统利用FPGA的高效逻辑功能以及ADSP TS201的高性能数据处理能力,采用链路口通信方式与多线程编程技术实现多路水声信号的采集与处理,同时实现与计算机之间数据的高速传输,具有高速、高精度、高实时分析能力,适合应用于目前国内最新开发的高性能数字声纳中。     

猎雷声纳基阵姿态的稳定与控制

舰壳安装的猎雷声纳需要通过稳定系统隔离舰船的摇摆,以保持姿态的稳定,为发射和接收声纳信号提供稳定的平台.文章介绍了一种用三轴支撑基阵的运动补偿式无平台稳定机构,由导航系统测得的舰船摇摆角经计算,分解到基阵的转动轴上,再分别由伺服系统控制三轴转动,从而消除舰船摇摆的影响,达到稳定基阵姿态的目的.     

基于三角形拓扑关系的等深点快速追踪算法

随着多波束测深系统在港口工程测量中的应用,水深数据量成倍增加。如何快速、有效地绘制等深线变得日益重要。文章提出一种基于三角形拓扑关系的等深点快速追踪算法,该算法利用三角形之间的拓扑关系,在相邻三角形中查找等深点,克服了传统算法需要对所有三角形进行遍历的缺点。实验证明,与传统算法相比,该算法明显提高了效率。     

一种多波束声呐在船舶水下安检系统中的应用

针对船舶水下安检技术发展现状,介绍了一种应用于船舶水下安检的多波束声呐系统的组成和原理,开展了一系列的湖上试验。通过对试验船只水下部分的声学扫描,得到了船底三维图像及船只吃水信息。试验结果表明,系统可应用于船底异物检查、船只吃水检测等船舶水下安检领域。     

基于人工智能的线谱检测技术

本文主要讨论在被动声呐中窄带信号的自动检测问题,通过模拟声呐兵在LOFAR图中检测和提取谱线的双门限检测过程,提出了低信噪比下自动检测线谱的智能方法.此方法将线谱识别、线谱检测和线谱跟踪融合在一起,能在低信噪比和不知道窄带信号的数量、起止时间的情况下,自动地以高检测概率和低虚警概率检测线谱.     

两种混频电路在吊放声纳中的应用

从工程实践角度介绍了两种混频电路在吊放声纳的听音、显示信号处理过程中的应用,并经试验验证了混频技术在抑制噪声干扰,提高检测信噪比方面的作用。     

声纳系统测试性设计

随着计算机和信号处理等技术的日益发展,声纳系统日益复杂,测试性技术越来越受到重视和发展。测试性要求和指标已经独立与可靠性、维修型、保障性和安全性一起列入声纳系统研制要求,并要求从系统设计之初就开展测试性设计。论文给出一些声纳系统测试性的设计思路,原则和方法。通过不断引入机内测试设备（BIT）、自动测试设备（ATE）、综合诊断、故障预测与健康管理（PHM）等新技术的理论和方法,测试性设计必将进一步提高声纳系统战备完好性,降低维修保障费用。     

多波束测深系统在水下检测码头接缝中的应用

为探索多波束测深系统在水下检测码头接缝的效用和技术特点,对在建的沉箱码头岸壁开展水下检测现场试验。针对检测对象的特点,改进了多波束测深系统的安装方式和设置,对采集的数据提取点云图进行分析,并对接缝宽度进行水下摄像验证。结果表明,接缝宽度检测的分辨率与船速、波束的发射频率、探测距离等因素有关,且在作业时应力求船舶的航行姿态平稳和匀速航行以保证检测质量。该系统在水下检测时能获得三维点云数据,可直观反映接缝的整体形态,为码头水下接缝检测提供了一种新方法。     

基于CAN总线的水下机器人分布式控制系统

提出并实现了一种基于CAN总线的水下机器人分布式控制系统。与传统的集中式控制系统相比,分布式控制系统可以很容易地接入功能模块而无须对现有硬件进行重新设计,具有更好的可扩展性;并且各个节点间采用数字信号通讯,具有很强的抗干扰能力。开发了基于工业控制计算机的半实物仿真系统,模拟执行机构节点和传感器的工作,接入已完成的自动驾驶仪节点和数据记录及故障检测节点,对控制系统进行实时仿真测试,测试结果验证了该分布式控制系统设计的可行性。