專利名稱：相關(guān)測(cè)速聲納測(cè)量流層速度的方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量流體介質(zhì)速度的方法，更具體地說(shuō)，是涉及一種相關(guān)測(cè)速聲納測(cè)量流層速度的方法及其系統(tǒng)。
(B)以級(jí)數(shù)形式給出了聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)對(duì)于流體介質(zhì)和底介質(zhì)的理論表式，表式中包括了貝賽爾函數(shù)和勒讓德函數(shù)，以及由經(jīng)驗(yàn)得出的簡(jiǎn)易表式。在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，因?yàn)榍罢邚?fù)雜，所以用的是后者。
(C)基于最大似然原理，采用單純形方法，將理論的和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得的聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)進(jìn)行最佳擬合，求得流體的速度和載體對(duì)底的速度。
(D)采用匹配濾波器的方法檢測(cè)海底回波。
(2)S.E.Bradley等人的美國(guó)專利5422860“Correlation Sonar System”中詳細(xì)介紹了相關(guān)聲納發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生的方法，發(fā)射調(diào)相偽隨機(jī)信號(hào)，其自相關(guān)函數(shù)在延時(shí)τ＝0和τ＝τc時(shí)各有一個(gè)幅值不等的峰。
目前現(xiàn)有的相關(guān)測(cè)速聲納系統(tǒng)在測(cè)量流體介質(zhì)的流層速度時(shí)，存在明顯的不足(1)它的聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)的理論表式相當(dāng)復(fù)雜，實(shí)際中難以應(yīng)用，而由經(jīng)驗(yàn)得出的簡(jiǎn)易表式缺乏足夠的物理基礎(chǔ)。這是相關(guān)測(cè)速聲納系統(tǒng)的最關(guān)鍵技術(shù)。(2)用單純形將理論的和實(shí)驗(yàn)的時(shí)空相關(guān)函數(shù)擬合，并不是最好的方法。(3)采用與聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)最大值對(duì)應(yīng)的速度作為速度估計(jì)的初始值，這不是最好的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)測(cè)量流體介質(zhì)流層速度的缺點(diǎn)和不足，提供一種新的流體介質(zhì)聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)，以及提供一種良好的理論和實(shí)驗(yàn)的時(shí)空相關(guān)函數(shù)擬合方法，還提供一種速度估計(jì)的初始值設(shè)置方法，以提高流體介質(zhì)流層速度的測(cè)量精度，從而提供了一種相關(guān)測(cè)速聲納測(cè)量流層速度的方法及其系統(tǒng)。
本發(fā)明的技術(shù)方案為一種相關(guān)測(cè)速聲納測(cè)量流層速度的方法，包括以下步驟(1)選擇發(fā)射編碼；(2)根據(jù)發(fā)射編碼發(fā)射聲脈沖到流體介質(zhì)中，并接收各流層反向散射的回波信號(hào)；(3)對(duì)各流層回波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)濾波，并計(jì)算各流層的時(shí)空相關(guān)函數(shù)矩陣；(4)設(shè)置未知參數(shù)系綜θ＝{Vx，Vy，σvx，σvy，γ}的搜索范圍，其中Vx、Vy分別是x、y方向各流層的相對(duì)速度均值，σvx、σvy分別是x和y方向各流層速度的方差，γ是寬度因子；(5)在未知參數(shù)系綜θ的搜索范圍內(nèi)，基于最大似然原理，將步驟(3)中的各流層時(shí)空相關(guān)函數(shù)矩陣與理論的流體介質(zhì)聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)進(jìn)行擬合運(yùn)算；所述的流體介質(zhì)聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)為Rs(τ,θ,d)=C{exp(γβθ)-ζ22[θe22πF11(2;1;βθ)-cos2(α3-α2)β22θe48π2F11(3;3;βθ)]};]]>其中C是常數(shù)，τ是延時(shí)，d是相鄰聲納陣基元間的間距，1F1(·)是庫(kù)默爾函數(shù)，βθ=-β22θe/4π,]]>以及β2=ω0c((τV‾x+dx)2+(τV‾y+dy)2)1/2,ζ2=ω0τc(σvx2+σvy2)1/2,]]>α2=tg-1τV‾y+dyτV‾x+dx,α3=tg-1σvyσvx,θe2=12θb2θc2θb2+θc2;]]>其中ω0是發(fā)射信號(hào)的中心頻率，c是聲速，dx和dy是d在x和y方向的分量，θb和θc分別是發(fā)射波束寬度和接收波束寬度；(6)由步驟(5)的擬合結(jié)果得到各流層對(duì)于載體的相對(duì)速度均值{Vx，Vy}；再結(jié)合載體對(duì)底的速度，即得到各流層的絕對(duì)速度。
重復(fù)步驟(1)～(6)，進(jìn)行下一次各流層速度的測(cè)量。步驟(5)中的擬合算法為序列二次規(guī)劃方法。在重復(fù)步驟(4)時(shí)，將上一次或多次測(cè)量得到的各流層的相對(duì)速度均值作為未知參數(shù)系綜θ＝{Vx，Vy，σvx，σvy，γ}的搜索范圍的初始值。步驟(1)中的發(fā)射編碼在相關(guān)延時(shí)非零時(shí)具有峰值。
一種相關(guān)測(cè)速聲納系統(tǒng)，包括聲納陣200和電子分機(jī)，電子分機(jī)內(nèi)包括計(jì)算機(jī)406，計(jì)算機(jī)406內(nèi)包括一可讀存儲(chǔ)介質(zhì)；所述可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括初始化模塊，用于軟件和硬件的初始化；發(fā)射編碼模塊，用于選擇發(fā)射編碼；發(fā)射/接收模塊，用于根據(jù)發(fā)射編碼向流體介質(zhì)內(nèi)發(fā)射聲脈沖，并接收各流層反向散射的回波信號(hào)；解調(diào)濾波模塊，用于對(duì)各流層回波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)濾波；第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)解調(diào)濾波后的回波信號(hào)計(jì)算各流層的時(shí)空相關(guān)函數(shù)矩陣；參數(shù)模塊，用于存儲(chǔ)未知參數(shù)系綜θ＝{Vx，Vy，σvx，σvy，γ}的搜索范圍，其中Vx、Vy分別是x、y方向各流層的相對(duì)速度均值，σvx、σvy分別是x和y方向各流層速度的方差，γ是寬度因子；第二計(jì)算模塊，用于在參數(shù)模塊中未知參數(shù)系綜θ的搜索范圍內(nèi)，基于最大似然原理，將第一計(jì)算模塊計(jì)算得到的各流層時(shí)空相關(guān)函數(shù)矩陣與理論的流體介質(zhì)聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)進(jìn)行擬合運(yùn)算；所述流體介質(zhì)聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)為Rs(τ,θ,d)=C{exp(γβθ)-ζ22[θe22πF11(2;1;βθ)-cos2(α3-α2)β22θe48π2F11(3;3;βθ)]};]]>其中C是常數(shù)，τ是延時(shí)，d是相鄰聲納陣基元間的間距，1F1(·)是庫(kù)默爾函數(shù)，βθ=-β22θe/4π,]]>以及β2=ω0c((τV‾x+dx)2+(τV‾y+dy)2)1/2,ζ2=ω0τc(σvx2+σvy2)1/2,]]>α2=tg-1τV‾y+dyτV‾x+dx,α3=tg-1σvyσvx,θe2=12θb2θc2θb2+θc2;]]>其中ω0是發(fā)射信號(hào)的中心頻率，c是聲速，dx和dy是d在x和y方向的分量，θb和θc分別是發(fā)射波束寬度和接收波束寬度；速度模塊，用于存儲(chǔ)由第二計(jì)算模塊的擬合結(jié)果得到的各流層對(duì)于載體的相對(duì)速度均值{Vx，Vy}。
第二計(jì)算模塊是采用序列二次規(guī)劃方法進(jìn)行擬合運(yùn)算的計(jì)算模塊。參數(shù)模塊所存儲(chǔ)的未知參數(shù)系綜θ搜索范圍的初始值是上一次或多次測(cè)得的各流層的相對(duì)速度均值。發(fā)射編碼模塊產(chǎn)生的發(fā)射編碼在相關(guān)延時(shí)非零時(shí)具有峰值。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(1)在測(cè)量流體介質(zhì)的流層速度時(shí)，本發(fā)明的流體介質(zhì)聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)不僅適用于遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，即平面波區(qū)，而且適用于夫瑯和費(fèi)區(qū)，即球面波區(qū)。而現(xiàn)有的聲相關(guān)測(cè)流速理論只適用于遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，因此在一段比較大的近距離內(nèi)，得不到好的數(shù)據(jù)，本發(fā)明的理論使此距離小得多。
(2)在測(cè)量流體介質(zhì)速度時(shí)，本發(fā)明的流體介質(zhì)聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)用庫(kù)默爾(Kummer)函數(shù)簡(jiǎn)潔表示，與實(shí)驗(yàn)符合良好?，F(xiàn)有的理論要么用貝賽爾函數(shù)和勒讓德函數(shù)的級(jí)數(shù)表示，使用不便，要么就是用經(jīng)驗(yàn)公式表示，缺乏足夠的物理基礎(chǔ)。
(3)本發(fā)明基于最大似然原理，采用序列二次規(guī)劃方法，將實(shí)測(cè)的和理論的聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)進(jìn)行擬合，求得速度。與現(xiàn)有的采用單純形方法相比，收斂速度更快，測(cè)量精度更高。
(4)本發(fā)明把第N-m次到第N次測(cè)得的速度均值作為第N+1次速度估計(jì)的初始值，明顯提高了運(yùn)算速度，減少了硬件開(kāi)銷。
圖面說(shuō)明載體100 聲納陣200 濕端300 干端400 終端500
如

圖1所示，使用相關(guān)測(cè)速聲納系統(tǒng)對(duì)流體介質(zhì)的流層速度測(cè)量時(shí)，該系統(tǒng)裝載于載體100上，相關(guān)測(cè)速聲納系統(tǒng)總體上包括聲納陣200、濕端300、干端400和終端500。其中，聲納陣200和濕端300安裝在水下，干端400和終端500安裝在水面上。
相關(guān)測(cè)速聲納系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括聲納陣200和電子分機(jī)；聲納陣200中包括接收換能器203、發(fā)射換能器202和收發(fā)換能器201，由接收換能器203和收發(fā)換能器201共同組成接收聲納陣，同時(shí)由發(fā)射換能器203和收發(fā)換能器201共同組成發(fā)射聲納陣。電子分機(jī)包括濕端300、干端400和終端500；
濕端300包括多個(gè)與接收換能器203和收發(fā)換能器201相連接的前置放大器302，在前置放大器302和收發(fā)換能器201之間還連接有收發(fā)轉(zhuǎn)換器301；濕端300內(nèi)還包括溫度傳感器303、漏水傳感器304和姿態(tài)傳感器305，分別與干端400中的聲納接口控制板407連接。
干端400中的發(fā)射機(jī)401與發(fā)射換能器202連接，多路接收機(jī)402與前置放大器302連接，多路同步數(shù)據(jù)采集板403與多路接收機(jī)402連接，DSP處理機(jī)404與多路同步數(shù)據(jù)采集板403連接；干端400還包括計(jì)算機(jī)406，并通過(guò)數(shù)據(jù)/控制總線405分別與DSP處理機(jī)404和多路同步數(shù)據(jù)采集板403連接；干端400還包括聲納接口控制板407，分別與多路接收機(jī)402、發(fā)射機(jī)401、DSP處理機(jī)404和計(jì)算機(jī)406連接；AC/DC電源408分別與聲納接口控制板407、多路接收機(jī)402、發(fā)射機(jī)401和數(shù)據(jù)/控制總線405連接；干端400還包括與計(jì)算機(jī)406連接的GPS 409和電羅經(jīng)410。
終端500包括通過(guò)網(wǎng)絡(luò)501與計(jì)算機(jī)406連接的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)502。
該系統(tǒng)的專用測(cè)速程序裝載在計(jì)算機(jī)406的存儲(chǔ)器中，該程序包括初始化模塊、發(fā)射編碼模塊、發(fā)射/接收模塊、解調(diào)濾波模塊、第一計(jì)算模塊、參數(shù)模塊、第二計(jì)算模塊和速度模塊，并按照?qǐng)D3所示流程圖中的步驟執(zhí)行。
步驟601是開(kāi)始步驟，由終端計(jì)算機(jī)502發(fā)出指令，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)501傳輸?shù)接?jì)算機(jī)406，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)406存儲(chǔ)器中的程序，使聲納系統(tǒng)處于工作狀態(tài)。在步驟602和603中，對(duì)軟件和系統(tǒng)硬件進(jìn)行初始化。在步驟605中，根據(jù)流體介質(zhì)的分層厚度和流速范圍選擇發(fā)射編碼。在步驟606中，計(jì)算機(jī)406的指令經(jīng)數(shù)據(jù)/控制總線405使DSP處理機(jī)404產(chǎn)生發(fā)射信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)射機(jī)401，再經(jīng)收發(fā)轉(zhuǎn)換器301驅(qū)動(dòng)收發(fā)換能器201和發(fā)射換能器202，發(fā)出聲脈沖到流體介質(zhì)中。在步驟607中，接收換能器203和收發(fā)換能器201接收從流體介質(zhì)中反向散射的回波信號(hào)，經(jīng)前置放大器302饋送給多路接收機(jī)402，再經(jīng)多路同步數(shù)據(jù)采集板403饋送到DSP處理機(jī)404。在步驟608中，DSP處理機(jī)404對(duì)其接收到的回波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)濾波。在步驟609中，由DSP處理機(jī)404通過(guò)回波信號(hào)計(jì)算各流層的時(shí)空相關(guān)函數(shù)矩陣。在步驟610中，設(shè)置未知系綜θ＝{Vx，Vy，σvx，σvy，γ}在各個(gè)流層的最大似然法的搜索范圍，其中，在第一次測(cè)量時(shí)，可以合理的估計(jì)未知系綜的搜索范圍，在以后的測(cè)量中優(yōu)選采用前一次或多次的測(cè)量結(jié)果的均值作為搜索范圍的初始值，這樣可提高運(yùn)算速度、減少硬件開(kāi)銷。在步驟611中，由DSP處理機(jī)404將步驟609中的各流層的時(shí)空相關(guān)函數(shù)矩陣與本發(fā)明理論的流體介質(zhì)聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)進(jìn)行擬合運(yùn)算，從而得到各流層解，即各流層相對(duì)于載體100的相對(duì)速度均值；擬合方法可以采用單純形方法或序列二次規(guī)劃方法，優(yōu)選為序列二次規(guī)劃方法。在步驟612中，將步驟611得到的擬合結(jié)果經(jīng)數(shù)據(jù)/控制總線405饋送給計(jì)算機(jī)406，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。步驟612之后，可返回步驟605進(jìn)行下一次測(cè)量。將步驟611得到的各流層相對(duì)于載體100的相對(duì)速度均值，結(jié)合載體100的對(duì)底速度，即可得到各流層的絕對(duì)速度。
最后還可以將溫度傳感器303、漏水傳感器304和姿態(tài)傳感器305的數(shù)據(jù)經(jīng)聲納接口控制器407饋送給計(jì)算機(jī)406。計(jì)算機(jī)406再融合GPS409和電羅經(jīng)410的數(shù)據(jù)，最終結(jié)果經(jīng)網(wǎng)絡(luò)501饋送給終端計(jì)算機(jī)502。
圖4是本發(fā)明的相關(guān)測(cè)速聲納系統(tǒng)在中心頻率75kHz、帶寬15kHz時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的時(shí)空相關(guān)函數(shù)與理論的流體介質(zhì)聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)的對(duì)比，其中曲線701是理論值，點(diǎn)702是實(shí)驗(yàn)值，由此可見(jiàn)本發(fā)明提出的流體介質(zhì)聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)與實(shí)驗(yàn)相當(dāng)符合。
圖5是使用本發(fā)明的相關(guān)測(cè)速聲納系統(tǒng)在中心頻率23.5kHz，帶寬4.4kHz時(shí)與聲多普勒海流剖面儀分別測(cè)得的海面下350m處流層的速度圖。其中，圖5的上半部分是表示的是在不同時(shí)間測(cè)得的流層速率，橫坐標(biāo)是時(shí)間，縱坐標(biāo)是速率；圖5的下半部分是表示的是在不同時(shí)間測(cè)得的流層速度的方向，橫坐標(biāo)是時(shí)間，縱坐標(biāo)是角度。由點(diǎn)組成的曲線1101和1103是本發(fā)明的相關(guān)測(cè)速聲納系統(tǒng)測(cè)得的數(shù)據(jù)，連續(xù)曲線1102和1104是聲多普勒海流剖面儀測(cè)得的數(shù)據(jù)，兩者相當(dāng)符合。
權(quán)利要求
1.一種相關(guān)測(cè)速聲納測(cè)量流層速度的方法，包括以下步驟(1)選擇發(fā)射編碼；(2)根據(jù)發(fā)射編碼發(fā)射聲脈沖到流體介質(zhì)中，并接收各流層反向散射的回波信號(hào)；(3)對(duì)各流層回波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)濾波，并計(jì)算各流層的時(shí)空相關(guān)函數(shù)矩陣；(4)設(shè)置未知參數(shù)系綜θ＝{Vx，Vy，σvx，σvy，γ}的搜索范圍，其中Vx、Vy分別是x、y方向各流層的相對(duì)速度均值，σvx、σvy分別是x和y方向各流層速度的方差，γ是寬度因子；(5)在未知參數(shù)系綜θ的搜索范圍內(nèi)，基于最大似然原理，將步驟(3)中的各流層時(shí)空相關(guān)函數(shù)矩陣與理論的流體介質(zhì)聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)進(jìn)行擬合運(yùn)算；所述的流體介質(zhì)聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)為Rs(τ,θ,d)=C{exp(γβθ)-ζ22[θe22πF11(2;1;βθ)-cos2(α3-α2)β22θe48π2F11(3;3;βθ)]};]]>其中C是常數(shù)，τ是延時(shí)，d是相鄰聲納陣基元間的間距，1F1(·)是庫(kù)默爾函數(shù)，βθ=-β22θe/4π,]]>以及β2=ω0c((τV‾x+dx)2+(τV‾y+dy)2)1/2,ζ2=ω0τc(σvx2+σvy2)1/2,]]>α2=tg-1τV‾y+dyτV‾x+dx,α3=tg-1σvyσvx,θe2=12θb2θc2θb2+θc2;]]>其中ω0是發(fā)射信號(hào)的中心頻率，c是聲速，dx和dy是d在x和y方向的分量，θb和θc分別是發(fā)射波束寬度和接收波束寬度；(6)由步驟(5)的擬合結(jié)果得到各流層對(duì)于載體的相對(duì)速度均值{Vx，Vy}；再結(jié)合載體對(duì)底的速度，即得到各流層的絕對(duì)速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相關(guān)測(cè)速聲納測(cè)量流層速度的方法，其特征在于，重復(fù)步驟(1)～(6)，進(jìn)行下一次各流層速度的測(cè)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相關(guān)測(cè)速聲納測(cè)量流層速度的方法，其特征在于，步驟(5)中的擬合算法為序列二次規(guī)劃方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的相關(guān)測(cè)速聲納測(cè)量流層速度的方法，其特征在于，在重復(fù)步驟(4)時(shí)，將上一次或多次測(cè)量得到的各流層的相對(duì)速度均值作為未知參數(shù)系綜θ＝{Vx，Vy，σvx，σvy，γ}的搜索范圍的初始值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相關(guān)測(cè)速聲納測(cè)量流層速度的方法，其特征在于，步驟(1)中的發(fā)射編碼在相關(guān)延時(shí)非零時(shí)具有峰值。
6.一種實(shí)施權(quán)利要求1所述方法的相關(guān)測(cè)速聲納系統(tǒng)，包括聲納陣(200)和電子分機(jī)，電子分機(jī)內(nèi)包括計(jì)算機(jī)(406)，計(jì)算機(jī)(406)內(nèi)包括一可讀存儲(chǔ)介質(zhì)；其特征在于，所述的可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括初始化模塊，用于軟件和硬件的初始化；發(fā)射編碼模塊，用于選擇發(fā)射編碼；發(fā)射/接收模塊，用于根據(jù)發(fā)射編碼向流體介質(zhì)內(nèi)發(fā)射聲脈沖，并接收各流層反向散射的回波信號(hào)；解調(diào)濾波模塊，用于對(duì)各流層回波信號(hào)進(jìn)行解調(diào)濾波；第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)解調(diào)濾波后的回波信號(hào)計(jì)算各流層的時(shí)空相關(guān)函數(shù)矩陣；參數(shù)模塊，用于存儲(chǔ)未知參數(shù)系綜θ＝{Vx，Vy，σvx，σvy，γ}的搜索范圍，其中Vx、Vy分別是x、y方向各流層的相對(duì)速度均值，σvx、σvy分別是x和y方向各流層速度的方差，γ是寬度因子；第二計(jì)算模塊，用于在參數(shù)模塊中未知參數(shù)系綜θ的搜索范圍內(nèi)，基于最大似然原理，將第一計(jì)算模塊計(jì)算得到的各流層時(shí)空相關(guān)函數(shù)矩陣與理論的流體介質(zhì)聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)進(jìn)行擬合運(yùn)算；所述流體介質(zhì)聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)為Rs(τ,θ,d)=C{exp(γβθ)-ζ22[θe22πF11(2;1;βθ)-cos2(α3-α2)β22θe48π2F11(3;3;βθ)]};]]>其中C是常數(shù)，τ是延時(shí)，d是相鄰聲納陣基元間的間距，1F1(·)是庫(kù)默爾函數(shù)，βθ=-β22θe/4π,]]>以及β2=ω0c((τV‾x+dx)2+(τV‾y+dy)2)1/2,ζ2=ω0τc(σvx2+σvy2)1/2,]]>α2=tg-1τV‾y+dyτV‾x+dx,α3=tg-1σvyσvx,θe2=12θb2θc2θb2+θc2;]]>其中ω0是發(fā)射信號(hào)的中心頻率，c是聲速，dx和dy是d在x和y方向的分量，θb和θc分別是發(fā)射波束寬度和接收波束寬度；速度模塊，用于存儲(chǔ)由第二計(jì)算模塊的擬合結(jié)果得到的各流層對(duì)于載體的相對(duì)速度均值{Vx，Vy}。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的相關(guān)測(cè)速聲納系統(tǒng)，其特征在于，第二計(jì)算模塊是采用序列二次規(guī)劃方法進(jìn)行擬合運(yùn)算的計(jì)算模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的相關(guān)測(cè)速聲納系統(tǒng)，其特征在于，參數(shù)模塊所存儲(chǔ)的未知參數(shù)系綜θ搜索范圍的初始值是上一次或多次測(cè)得的各流層的相對(duì)速度均值。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的相關(guān)測(cè)速聲納系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)射編碼模塊產(chǎn)生的發(fā)射編碼在相關(guān)延時(shí)非零時(shí)具有峰值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種相關(guān)測(cè)速聲納測(cè)量流層速度的方法及其系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)內(nèi)包括一可讀存儲(chǔ)介質(zhì)；該可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括初始化模塊、發(fā)射編碼模塊、發(fā)射/接收模塊、解調(diào)濾波模塊、第一計(jì)算模塊、參數(shù)模塊、第二計(jì)算模塊和速度模塊。該系統(tǒng)執(zhí)行下列步驟開(kāi)始、初始化、選擇發(fā)射編碼、發(fā)射、讀取數(shù)據(jù)、解調(diào)濾波、分別計(jì)算各流層的時(shí)空相關(guān)函數(shù)矩陣、設(shè)置各個(gè)流層最大似然法的搜索范圍、采用用最大似然法分別求各流層解和儲(chǔ)存結(jié)果。在采用最大似然法分別求各流層解步驟中，采用的流體介質(zhì)聲納陣時(shí)空相關(guān)函數(shù)用庫(kù)默爾函數(shù)簡(jiǎn)潔表示，與實(shí)驗(yàn)符合良好。該函數(shù)不僅適用于遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，即平面波區(qū)，還適用于夫瑯和費(fèi)區(qū)，即球面波區(qū)。
文檔編號(hào)G01S15/00GK1438496SQ0311966
公開(kāi)日2003年8月27日 申請(qǐng)日期2003年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月19日
發(fā)明者朱維慶, 王長(zhǎng)紅 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所