圆合成孔径声呐多点定位运动补偿

作     者：曾赛 范威 杜选民 周胜增 ZENG Sai;FAN Wei;DU Xuanmin;ZHOU Shengzeng

作者机构：水声对抗技术重点实验室上海船舶电子设备研究所上海201108 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2021年第46卷第6期

页      面：1070-1080页

核心收录：

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 082403[工学-水声工程] 0824[工学-船舶与海洋工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：预研项目(3020202070102) 基础科研项目(JCKY2020206B034)资助。 

主　　题：运动补偿 合成孔径声呐 精确补偿 运动误差 回波时间 多点定位 位置估计 空间坐标 

摘      要：圆合成孔径声呐(CSAS)的成像性能受平台运动误差影响而下降,利用单侧回波可估计CSAS基阵的斜距误差,但单侧回波在小测绘带时无法估计升沉误差,针对此问题,提出了一种利用单侧回波信号的声呐平台三维运动估计和补偿方法。首先,对CSAS在不同观测角度的目标回波取极大值获得目标回波的到达时间;其次,基于多个点目标的到达时间建立CSAS三维定位模型;然后利用列文伯格-马夸尔特方法对声呐三维坐标进行估计;最后将位置估计结果与时域反投影成像方法结合实现对目标的成像.仿真结果表明:该方法能精确估计声呐平台运动误差,其空间坐标的估计误差小于仿真信号波长的1/8,从而精确补偿了CSAS在不同空间采样点上的阵元回波时间差,显著提高了目标成像质量。湖上试验结果表明,该算法能够实现对CSAS的运动误差补偿。仿真和试验结果均验证了方法的可行性和有效性。