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《西北工业大学》 2003年
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合成孔径声纳技术研究

钱刚  
【摘要】: 合成阵列声纳包括合成孔径声纳(SAS)与逆合成孔径声纳(ISAS)。它是一种新型的水下成像声纳,是水声高技术的重要研究方向之一,有着广阔的应用前景。合成孔径技术相对于常规声纳技术的突出优势在于,它只利用小孔径的物理声阵,就可以得到与径向距离和频率都无关的高方位分辨率。 本文首先详细介绍了合成孔径技术的基本原理,研究了合成孔径声纳的系统构成和参数选取方法,分析了合成孔径声纳的方位分辨率和距离分辨率,给出了其方位分辨率优于常规声纳的原因。然后给出了时频分布的定义并且讨论了它的性质,这是我们利用它进行信号处理的理论依据。在建立了机动目标回波模型的基础上,我们研究了基于RT-XWVD变换的信号检测和参数估计方法。对于存在多个机动目标且信号强度相差较大的情况,我们采用逐次消去的算法,较好地解决了弱信号被强信号交叉项掩盖的问题。 论文接着详细的讨论了机动目标的逆合成孔径声纳成像的原理。由于运动目标的非合作,回波为非平稳的信号,因此我们采用了CWD对回波进行分析,即距离-瞬时多普勒成像算法。针对实际回波信号在时间和能量上是有限的这一特点,我们对CWD进行了改进,提出了加权的CWO(WCWD)算法,克服了CWD分析中时频分量分布不均的问题。最后讨论了算法的复杂度和算法适用的前提条件。 文中还对涉及的算法给出了大量的仿真和详细的分析,为实际应用提供了依据。该研究结果可用于军事、海洋开发、民用等多种领域。
【学位授予单位】:西北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:U666.7

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 牟健;贺惠忠;姜峰;;SHADOWS合成孔径声纳系统及性能测试[J];中国海洋大学学报(自然科学版);2011年Z2期
2 赵闪;孙长瑜;陈新华;于倍;;主动合成孔径声纳几种算法比较[J];现代电子技术;2012年17期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 高建;水下SAS数据建模及干涉测量关键技术研究[D];武汉大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 程昊韡;一种基于超分辨率图像重建的合成孔径声纳成像方法[D];华南理工大学;2011年
2 陈文剑;超临界角入射界面下球体的声散射[D];哈尔滨工程大学;2008年
3 魏建新;被动合成孔径声纳辐射噪声测量方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 王洪彦;合成孔径侧扫测深系统有关技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 宋坤坡;水声三维数据场的可视化技术研究[D];浙江大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 保铮,王根原,罗琳;逆合成孔径雷达的距离─瞬时多普勒成像方法[J];电子学报;1998年12期
2 李刚,朱敏慧,朱锡兴;基于小波变换的合成孔径雷达运动目标多普勒参数提取算法[J];电子科学学刊;1998年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王根原,保铮;一种基于自适应Chirplet分解的逆合成孔径雷达成像方法[J];电子学报;1999年03期
2 邢孟道,保铮;ISAR机动目标的平动补偿和瞬时成像研究[J];电子学报;2001年06期
3 韩兴斌;胡卫东;郁文贤;杜小勇;;一种复杂运动目标的ISAR成像算法[J];电子学报;2007年06期
4 马长征,张守宏;舰船目标单脉冲雷达三维成像技术[J];电子科学学刊;2000年03期
5 李刚,朱敏慧;基于扩展小波变换的机载SAR运动目标参数估计[J];电子与信息学报;2001年11期
6 汪玲;朱兆达;朱岱寅;;机载ISAR舰船侧视和俯视成像时间段选择[J];电子与信息学报;2008年12期
7 黄小红,姜卫东,邱兆坤,陈曾平;基于时频的逆合成孔径雷达的距离—瞬时多普勒成像方法[J];国防科技大学学报;2002年06期
8 郭汉伟,王岩,杨风风,梁甸农;基于小波Radon变换检测线性调频信号[J];国防科技大学学报;2003年01期
9 王勇;姜义成;;两种线性时频分布在机动目标ISAR成像中的应用[J];哈尔滨工业大学学报;2006年05期
10 王勇;姜义成;;基于LWVD的机动目标ISAR成像新方法[J];哈尔滨工业大学学报;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 张云;赵昕;姜义成;;舰船目标的分数阶自相关瞬时成像算法研究[A];全国第二届信号处理与应用学术会议专刊[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 白雪茹;空天目标逆合成孔径雷达成像新方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 李军;高分辨二维和三维ISAR成像方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
3 刘亚波;SAR/ISAR运动目标检测及成像新技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 王虹现;ISAR成像新方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 马长征;雷达目标三维成像技术研究[D];西安电子科技大学;1999年
6 徐春光;非平稳信号的时频分析与处理方法研究[D];西安电子科技大学;1999年
7 邹虹;多分量线性调频信号的时频分析[D];西安电子科技大学;2000年
8 刘峥;脉冲合成高分辨雷达目标运动补偿与成像[D];西安电子科技大学;2000年
9 李永红;广义小波神经网络实现雷达相关滤波的研究[D];大连海事大学;2000年
10 徐庆;信号设计及高分辨雷达目标信息提取技术研究[D];电子科技大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张然;ISAR成像的实时信号处理技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 刘荣;逆合成孔径雷达成像技术研究[D];南京理工大学;2011年
3 尹松乔;舰船目标雷达成像方法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 王佳;逆合成孔径雷达对海面舰船目标成像技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
5 黄剑佳;分数阶傅里叶变换在ISAR机动目标成像中的应用[D];浙江工业大学;2011年
6 伍捷;时频方法在高分辨率ISAR运动补偿和成像中的应用[D];中国科学院研究生院(空间科学与应用研究中心);2006年
7 李艳;雷达多目标分辨方法研究[D];国防科学技术大学;2005年
8 王晓燕;高速运动目标雷达成像与角跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2006年
9 李士国;ISAR技术应用问题研究[D];南京理工大学;2007年
10 曹向东;空间目标成像的ISAR技术研究[D];南京理工大学;2007年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李文强,李景文,陈杰;一种干涉SAR复图像数据的快速仿真方法[J];北京航空航天大学学报;2005年01期
2 彭临慧;郁高坤;王桂波;;海底介质模型及其声能透入机理研究[J];船舶力学;2007年01期
3 刘秀芳;尤红建;;基于SIFT的多时相星载SAR图像特征点自动匹配[J];测绘科学;2009年01期
4 刘纪元,唐劲松,孙宝申,张春华,李启虎;基于回波信号的一种合成孔径声纳运动补偿方法[J];电子学报;2003年01期
5 林涛,孙宝申,李启虎;合成孔径声纳原理样机的湖上试验[J];高技术通讯;2002年09期
6 孙艳丽;李建海;周伟;刘佳琪;;SIFT在高分辨率SAR图像自动配准中的性能分析[J];电子设计工程;2011年07期
7 余亮;苏显渝;;一种相对距离导向的相位展开算法[J];光子学报;2009年05期
8 李平;杜军;吴桑云;;基于CAATI技术的条带测深/侧扫声纳系统C3D-LPM[J];海岸工程;2010年04期
9 孙大军,田坦;合成孔径声呐技术研究(综述)[J];哈尔滨工程大学学报;2000年01期
10 叶秀芬;王兴梅;张哲会;方超;;改进MRF参数模型的声呐图像分割方法[J];哈尔滨工程大学学报;2009年07期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 徐江;干涉合成孔径声纳信号处理算法研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
2 曹聚亮;图像超分辨率处理、成像及其相关技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
3 王保平;基于模糊技术的图像处理方法研究[D];西安电子科技大学;2004年
4 赵羽;矢量阵阵处理研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
5 徐海祥;基于支持向量机方法的图像分割与目标分类[D];华中科技大学;2005年
6 张艳;空间域超分辨率图像重建技术研究[D];解放军信息工程大学;2007年
7 刘兴华;干涉合成孔径声纳系统设计和成像算法研究[D];中国科学院研究生院(声学研究所);2008年
8 张赞超;全自动尿液粒子分析系统核心技术研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李蓉;合成孔径声纳技术研究[D];西北工业大学;2001年
2 李轩;合成孔径声纳成像实现方法研究[D];吉林大学;2004年
3 周峰;机载合成孔径雷达基于数据的运动误差分析及补偿研究[D];西安电子科技大学;2005年
4 马伟富;自适应LMS算法的研究及应用[D];四川大学;2005年
5 李袆;干涉合成孔径声纳三维成像研究[D];西北工业大学;2006年
6 刘辉涛;线阵信号检测的被动合成孔径技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
7 杨青青;合成孔径声纳成像算法及介质不稳定性影响研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
8 廖风云;潜艇辐射噪声测量及被动测距研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
9 喻琪;基于模糊理论与空域相关滤波的声图像处理技术研究[D];浙江大学;2007年
10 刘苏钱;基于特征的SAR图像自动配准方法研究[D];国防科学技术大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 李博;孙超;;孔径扩展的一种改进算法[J];声学技术;2010年06期
2 秦晓东;刘纪元;;干涉合成孔径声纳中的水体区域检测[J];中国科技论文;2012年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 洪一帆;三维成像声纳图像后处理技术研究[D];浙江大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王根原,保铮,孙晓兵;基于匀加速多普勒频率模型的ISAR成像[J];电子学报;1997年06期
2 何峻湘,李春升,周荫清;WVD用于SAR运动目标检测和成象的参数估计[J];电子科学学刊;1995年06期
【相似文献】
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1 张红;马彩文;;基于图像流分析的红外运动点目标检测算法[J];弹箭与制导学报;2006年04期
2 李道京;机动目标命中问题的求解[J];火控雷达技术;1997年03期
3 罗霄;法国“海响尾蛇”导弹对付机动目标的能力估计[J];现代防御技术;2000年01期
4 徐洪奎,王东进;基于卡尔曼滤波的组网雷达系统目标跟踪分析[J];系统工程与电子技术;2001年11期
5 张友安,杨华东,胡云安;机动目标三维空间导引运动建模及导引律研究[J];飞行力学;2003年02期
6 熊伟,张晶炜,何友;扩展式机动目标当前统计模型[J];电光与控制;2004年02期
7 宁新建;;航空机动目标的灰色预测分析[J];新技术新工艺;2009年03期
8 周云锋;单甘霖;梅卫;;空中机动目标刚体运动建模方法[J];火力与指挥控制;2009年11期
9 孙隆和,赵春玲;人工智能在火控系统中的应用[J];火力与指挥控制;1993年02期
10 郭福涛;;拦截机动目标的MUSTRS[J];飞航导弹;1993年12期
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1 刘治钢;王军政;赵江波;;基于CCD的车载三轴稳定跟踪平台姿态修正算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 张振南;李兴玮;;攻击机动目标的制导律研究[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
3 赵慧波;潘泉;梁彦;胡振涛;;非合作机动目标平滑跟踪研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 徐江;唐劲松;张春华;孙宝申;;运动补偿的多子阵合成孔径声纳波束形成算法[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年
5 施清苑;闫玉德;;跟踪高机动目标的δ-自适应递推滤波器[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
6 班喜光;沈鹤鸣;;一种跟踪机动目标的工程实用方法[A];1995年中国控制会议论文集(上)[C];1995年
7 陈爱元;嵇成新;沈鹤鸣;;跟踪机动目标的多模型算法研究[A];1997年中国控制会议论文集[C];1997年
8 张华春;孙长瑜;赵国英;王磊;;基于FPDP的声纳高速数据采集系统设计[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年
9 沈鹤鸣;张玉芝;赵晓哲;;跟踪机动目标的复合型自适应Kalman滤波器[A];1996年中国控制会议论文集[C];1996年
10 赵建华;骆永军;刘亚光;;舰载雷达声纳综合仿真训练系统[A];2003年全国系统仿真学术年会论文集[C];2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 李大庆;研制声纳偶然发现隐蔽旧河道[N];科技日报;2002年
2 古田月;美军如何对付机动目标?[N];中国国防报;2003年
3 颜峻;最灵敏的声纳[N];经济观察报;2003年
4 李宏宇;北京声纳:用噪音做音乐[N];南方周末;2003年
5 李启虎 中国工程院院士,中国科学院声学研究所研究员、所长 主讲人/李启虎 整理/嘉星一族;水下声波的妙用[N];北京科技报;2009年
6 张晓舟;广州声纳:非音乐与非艺术[N];南方周末;2004年
7 本报记者 李雪林;水下机器人,黄浦江里测“蛙人”[N];文汇报;2010年
8 陈磊;声纳立体探测:识得海底真面目[N];科技日报;2004年
9 宋秀文 许春发;集反馈听呼声纳建议[N];中国石油报;2003年
10 郑晓春;鲸鱼海滩自杀之谜被破解[N];科技日报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王根原;机动目标的逆合成孔径雷达成像研究[D];西安电子科技大学;1998年
2 陈庆;浅水低频合成孔径声纳:信号处理及系统实现[D];浙江大学;2010年
3 党莹;强杂波下机动目标跟踪技术研究[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2001年
4 谷志军;拦截机动目标末制导技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
5 杨秀华;预测滤波技术在光电目标跟踪中的应用研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2004年
6 李文臣;高速机动目标雷达信号参数估计与成像处理[D];国防科学技术大学;2009年
7 郑义明;SAR/ISAR运动补偿新方法研究[D];西安电子科技大学;2000年
8 李禹;SAR图像机动目标检测与鉴别技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
9 姜正林;低分辨ISAR成像及干涉技术应用研究[D];西安电子科技大学;2001年
10 杨柏胜;被动多传感器探测目标跟踪技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
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1 钱刚;合成孔径声纳技术研究[D];西北工业大学;2003年
2 孔令坤;机动目标和多目标逆合成孔径雷达成像技术研究[D];电子科技大学;2011年
3 黄翔宇;基于变结构多模型的强机动目标跟踪算法[D];杭州电子科技大学;2011年
4 张幸;声网络机动目标无源跟踪算法研究[D];杭州电子科技大学;2012年
5 陆晶莹;高速高机动目标IMM跟踪算法研究[D];南京理工大学;2010年
6 孙哲;高速高机动目标主/被动联合跟踪算法研究[D];南京理工大学;2010年
7 李蓉;合成孔径声纳技术研究[D];西北工业大学;2001年
8 谭姗姗;基于S-Method时频分解后的高频雷达机动目标信号检测算法[D];哈尔滨工业大学;2011年
9 裴方瑞;一种改进的机动目标跟踪算法[D];内蒙古大学;2011年
10 江宝安;基于UKF滤波的单目标跟踪算法研究[D];国防科学技术大学;2003年
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