基于声学水柱数据的海底羽流定位识别方法研究及实现

发布时间：2023-09-17 13:35

　　海洋羽流既与海底水合物资源密切相关,又与海洋环境和大气环境的变化相关,因此海洋羽流的确定对资源探测及相关环境研究具有重要的意义。利用声呐系统进行羽流探测已经被证实是一种成功的探测方法,分裂波束系统不仅能够获取水体中目标的三维信息,还能获取目标的反射强度信息。为此,本文对利用分裂波束声呐系统进行探测海洋羽流的方法展开研究,主要内容如下:1)阐述了回声探测仪特别是EK60回声探测仪的系统组成与工作原理,说明了当今进行羽流探测的方法。描述了利用分裂波束技术进行羽流探测的原理,以及羽流在回波图的散射模式。2)实现了^*.raw格式原始数据解码,提取相关导航数据、姿态数据、配置信息、采样点信息;实现对导航数据、姿态数据的预处理,通过声线跟踪、姿态改正、地理归算、水深改正最终得到采样点空间信息;基于采样点信息及仪器配置信息计算获取采样点的目标强度,采用规则网格处理目标强度信息,利用MATLAB对算法进行了实现。3)基于目标强度图像的羽流散射模式,实现对羽流特征的识别;通过最小斜距的阈值滤波和目标强度的阈值滤波实现羽流与噪声的分离;基于交互式的提取实现羽流的三维显示,在三维空间中...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 羽流探测国内外研究现状
        1.2.2 羽流声学探测国内外研究现状
    1.3 论文的主要研究内容
2 回声探测仪及羽流探测
    2.1 回声探测仪
        2.1.1 回声探测仪原理
        2.1.2 回声探测仪种类
        2.1.3 EK60回声探测仪
    2.2 海洋羽流探测方法
        2.2.1 摄影成像
        2.2.2 地震技术
        2.2.3 声学探测
    2.3 基于声学探测的羽流识别
        2.3.1 基于分裂波束的目标强度测定
        2.3.2 羽流散射模式
        2.3.3 噪声干扰
    2.4 本章小结
3 声学水柱数据的处理
    3.1 EK60回声探测仪数据解析
        3.1.1 Raw原始文件主要数据结构
        3.1.2 Raw文件的数据提取与实现
    3.2 导航和姿态数据的预处理
        3.2.1 姿态数据的预处理
        3.2.2 导航数据的预处理
    3.3 采样点地理坐标归算
        3.3.1 船参考坐标系和大地坐标系
        3.3.2 船坐标系下采样点位置的计算
        3.3.3 采样点的地理坐标计算
    3.4 目标强度图像的生成
        3.4.1 目标强度的计算
        3.4.2 目标强度数据的网格化
        3.4.3 目标强度数据的选取
    3.5 本章小结
4 基于声学水柱数据的海底羽流定位
    4.1 羽流的发现
        4.1.1 基于羽流散射模式的识别
        4.1.2 基于最小斜距及目标强度阈值的滤波
    4.2 羽流的定位
        4.2.1 目标强度三维重构及编辑
        4.2.2 基于几何均值的位置估计
    4.3 实验分析
        4.3.1 数据来源
        4.3.2 数据采集过程
        4.3.3 羽流的发现与定位
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 论文总结
    5.2 论文主要创新点
    5.3 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间完成成果



本文编号：3847528