浅海数字多波束探深模型设计与仿真

发布时间：2024-12-01 00:38

　　海洋约占地球表面70%,随着人口膨胀性增长,陆地资源匮乏日益严峻。因此探索海洋、研究海洋、开发和利用海洋资源越来越得到各个国家的重视。海洋测绘在人类开发和利用海洋活动中是一项基础而又非常重要的作用。多波束探深设备可以说是海洋测绘中目前最有效的海洋探深没备。现如今海底地形数据处理一般采用3种方式：事后处理、跟踪、交互。事后处理的方式,目前已经有了较好的软件进行后期图像处理,但基本不具备实时性,在一些实时性高的作业中无法满足需求；跟踪的方式,有一定的实时性,但实时探测数据表达类型不够丰富,信息展示不够充分；交互是指在随地形数据动态产生的过程中实时进行表达,同时还能直接通过交互式操作过程,修改地形数据产生的条件,在及时发现问题的同时还能在不中断整个过程的情况下直接修改问题。当前国内外一些科研机构也在多波束探深系统研制方面做了很多探索,但其系统的设计大多只具有声纳设备控制、实时数据采集和简单的实时数据显示功能,基本处于实验阶段,尤其没有针对浅海多波束声纳系统多源海量实时数据和复杂工作机制而设计的完整显示控制系统。 本文针对国内外多波束探深显示控制系统存在的不足展开了深入研究。首先,由于受到了...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外多波束测深系统的发展概况
        1.2.2 国内多波束测深系统的发展概况
    1.3 论文的目的与研究内容
        1.3.1 论文研究的目的
        1.3.2 论文结构
第二章 浅海数字多波束探深基本原理及算法
    2.1 浅海数字多波束探深原理
    2.2 影响多波束探深的主要因素
        2.2.1 声波的传播路径
        2.2.2 声波的传播损失
        2.2.3 海水中环境噪声
        2.2.4 海水中多径效应
        2.2.5 海底混响
    2.3 典型多波束的测深
        2.3.1 BDI测深算法
        2.3.2 WMT测深算法
    2.4 经典的DOA估计算法
        2.4.1 Capon算法
        2.4.2 MUSIC算法
        2.4.3 ESPRIT算法
    2.5 小结
第三章 浅海数字多波束探深方案
    3.1 浅海数字多波束探深系统架构
        3.1.1 多波束探深系统的组成
        3.1.2 总体框架模型及设计原因
    3.2 海底回波系统的可视化3D仿真
        3.2.1 回波系统的波束发射
        3.2.2 回波系统的测量船与地形3D模
        3.2.3 波束传播路径的影响仿真
    3.3 海底地型形成算法理论
        3.3.1 波束位置解算
        3.3.2 地型投影变换
        3.3.3 地型数据的条带网格化
        3.3.4 基于GPU的快速海底地形渲染
    3.4 小结
第四章 浅海数字多波束探深系统仿真结果
    4.1 系统运行环境
        4.1.1 系统设计开发工具
        4.1.2 网络通信开发工具
        4.1.3 图形渲染开发工具
    4.2 动态回波信号建模与仿真
    4.3 条带式地形还原结果
    4.4 总程序运行图结果
    4.5 小结
第五章 总结与展望
    5.1 本文总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表的论文



本文编号：4013267