合成孔径声纳分辨率
基于图形处理器的合成孔径声呐实时距离多普勒成像算法
基于图形处理器的合成孔径声呐实时距离多普勒成像算法钟何平;唐劲松;张森;张学波;田振
【期刊名称】《电子与信息学报》
【年(卷),期】2014(36)8
【摘要】该文提出一种基于图形处理器(GPU)的距离多普勒成像算法(RDA),为合成孔径声呐(SAS)的实时成像提供了新的途径.通过GPU平台上的并行方法进行距离向脉冲压缩、固定相位补偿和方位向脉冲压缩,显著提升了距离多普勒成像算法效率.仿真和实验结果表明:在满足成像分辨率的前提下,该文设计的基于GPU的并行RDA和CPU串行算法相比,加速比可达到22,满足实时SAS成像需求.
【总页数】6页(P1899-1904)
【作者】钟何平;唐劲松;张森;张学波;田振
【作者单位】海军工程大学海军水声技术研究所武汉430033;海军工程大学海军水声技术研究所武汉430033;海军工程大学海军水声技术研究所武汉430033;海军工程大学海军水声技术研究所武汉430033;海军工程大学海军水声技术研究所武汉430033
【正文语种】中文
【中图分类】U666.72
【相关文献】
1.基于二次距离压缩的合成孔径声呐改进距离-多普勒算法 [J], 范乃强;王英民;陶林伟
2.四阶模型的多接收阵合成孔径声呐距离-多普勒成像算法 [J], 张学波;唐劲松;张森;白生祥;钟何平
3.异构环境下的多子阵合成孔径声呐距离多普勒成像算法 [J], 钟何平;唐劲松;黄攀
4.基于OpenMP的高效多子阵合成孔径声呐距离多普勒成像算法 [J], 钟何平;黄攀;唐劲松
5.一种小斜视多接收阵合成孔径声呐距离多普勒成像算法 [J], 吕金华;唐扶光;赵煦;吴浩然
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合成孔径声纳说明书
合成孔径声纳是一种水声设备，利用合成孔径成像原理，通过小物理声学基阵运动，逐次发射、接收和存储信号，再把所有存储的回波信号进行相干叠加获得一个虚拟大孔径阵列，进而产生一个窄波束，实现探测高分辨力走航方向的目标。
合成孔径声纳由三个分系统组成：
声纳分系统：由合成孔径声纳基阵、发射机、接收机、数据采集传输和存储子系统、声纳信号处理机和显控台等组成。
姿态与位移测量分系统：由磁罗经和GPS等组成。
拖曳分系统：由绞车、拖缆和拖体等组成。
使用合成孔径声纳时，需要注意以下几点：
确保设备连接正确，电源充足，并按照说明书正确设置参数。
在使用前，需要进行充分的调试和校准，以确保设备的精度和可靠性。
在使用过程中，需要注意设备的运行状态和周围环境的变化，避免干扰和损坏设备。
在使用完毕后，需要及时清理设备，并妥善保管。
水声信号处理领域若干专题研究进展
水声信号处理领域若干专题研究进展李启虎（中田科学院声学研究所１摘要本文介绍了当前水声信号处理顿域中的一些最新研究成果。
其中主要涉及水声通信、台成孔径声纳（曼ＡＳ）、数据融台问矗，大洋声层折、水下ＧＰＳ系统和安静型潜艇辐射臻声的翻量等．可供我田高技术跟踪技术决蘸怍参考．、ｊ关键词：水声信号处理？专题研究进展中豳分类号：ＴＢ５６１前言水声信号处理是海洋领域乃至信息领域最为活跃的学科之一。
随着２１世纪的到来，海洋开发和信息科学的快速发展对水声信号处理技术提出了越来越高的要求。
同时，巨大的需求牵引又强有力地拉动水声信号处理技术的发展．国民经济和国家安全迫切需要水声信号处理技术提供新的更先进的手段，以便解决日益增长的需求．美国ＩＥＥＥ协会为纪念信号处理领域发展５０年来的成就，组织了一批批专家编写了一系列的综述文章．其中就有水声信号处理（见中科院声学所编译的文集“水声信号处理的过去、现在和未来”，１９９５年５月，北京）。
本报告不准备涉及水声信号处理的各个课题．而是有选择地介绍当前的几个热点问题，其目的是为我国海洋８６３和国防预研项目提供原始资料．为２１世纪初水声信号领域课题的选择提供一些背景资料．这些专题包括水声通信、水下ＧＰＳ系统、合成孔径声呐（ＳＡＳ）、水声信号处理中的数据融台问愿、大洋声层折和安静型潜艇辐射噪声的测量等等．水声信号处理所涉及的问题非常多，要在～份报告中作全面．系统的阐述是十分困难的．我们试图介绍一些最新研究成果，为我国的高技术跟踪计划提供决策参考。
２水声通信由于电磁波在海水中传播时衰减严重，所以在海洋中的检测、通信、定位和导航主要利用声被．声波是目前人类己知的水中信息传输的主要载体．随着海洋开发的迅速发展，对水下声通信的要求越来越迫切，从技术原理来说，水声通信可以看作是主被动声呐技术的结合．比如要选择合适的发射信号向水中发射（主动声．，·呐），又要有适合的接收机接收信号（被动声呐）．但是水声通信又有自己许多独特的特点，如长脉宽的编码序列、解码技术等．水声信道远远不如电磁波的升质大气或真空那样，允许非常多的信号通道。
声学所合成孔径声呐奖项
声学所合成孔径声呐奖项合成孔径声呐（Synthetic Aperture Sonar，简称SAS）是一种利用声波进行水下探测和成像的先进技术。
它通过在声呐传感器上安装多个接收元件，利用传感器与目标之间的相对运动，实现高分辨率的成像效果。
合成孔径声呐技术的发展为水下任务的执行提供了重要的支持，因此在该领域取得卓越成就的个人或团队往往会获得声学所合成孔径声呐奖项的认可和嘉奖。
声学所合成孔径声呐奖项的设立旨在表彰在合成孔径声呐技术研究、应用和推广方面做出杰出贡献的个人或团队。
该奖项的设立不仅有助于激励科研人员在该领域进行深入研究，还能促进学术交流和合作，推动合成孔径声呐技术的不断发展。
合成孔径声呐技术的研究与应用是声学所合成孔径声呐奖项的重要评选标准。
在科学研究方面，获奖者应具备扎实的理论基础，深入探索合成孔径声呐技术的原理和方法，提出创新的研究思路和解决方案。
在应用方面，获奖者应能将合成孔径声呐技术应用于实际水下任务中，取得显著的成果和效益。
他们的研究和应用成果应具备一定的创新性和实用性，能够为水下探测和成像领域的进一步发展提供有益借鉴和启示。
声学所合成孔径声呐奖项还注重对团队协作和合作创新的肯定。
合成孔径声呐技术的研究和应用需要多领域、多学科的交叉融合，需要不同研究团队之间的密切合作和互相支持。
因此，获奖者应具备良好的团队合作精神和创新能力，能够在团队中发挥协同作用，实现合成孔径声呐技术的整体突破和提升。
声学所合成孔径声呐奖项还特别强调获奖者在合成孔径声呐技术推广和普及方面的贡献。
合成孔径声呐技术的研究成果应该能够为水下探测和成像领域的广大从业人员提供参考和借鉴，促进技术的推广和应用。
获奖者应具备良好的科普能力和沟通能力，能够将复杂的技术概念和方法以简明易懂的方式传达给非专业人士，提高合成孔径声呐技术在社会中的认知度和影响力。
声学所合成孔径声呐奖项的评选也注重获奖者在学术界和行业中的影响力和声誉。
水声成像技术在水下工程监测中的应用
水声成像技术在水下工程监测中的应用在当今的科技时代，水下工程的发展日益重要，而水声成像技术作为一种关键的监测手段，正发挥着不可或缺的作用。
无论是海洋资源的开发、水利工程的建设，还是水下基础设施的维护，都离不开对水下环境和工程结构的准确了解，而水声成像技术为我们提供了一双“透视”水下世界的眼睛。
水声成像技术的原理基于声波在水中的传播和反射特性。
我们知道，声音在水中能够传播很远的距离，而且其传播速度相对稳定。
当声波遇到物体时，会发生反射，通过接收和分析这些反射波，我们就可以构建出物体的形状、位置和结构等信息。
这就好比我们在黑暗中用手电筒照射物体，通过观察物体反射的光线来了解它的样子。
在水下工程监测中，水声成像技术具有多种应用形式。
侧扫声呐就是其中一种常见的工具。
它就像一台水下的“扫描仪”，通过向两侧发射声波并接收反射波，可以生成大面积的海底地貌图像。
这对于寻找海底沉船、探测海底电缆的铺设路径以及评估海洋地质结构等工作非常有帮助。
例如，在建设海底隧道时，工程师们可以利用侧扫声呐来了解隧道沿线的海底地形，提前发现潜在的地质隐患，为工程设计和施工提供重要的参考依据。
多波束测深系统则是另一种重要的水声成像技术。
它能够同时测量多个波束的水深数据，从而快速、高精度地绘制出海底的三维地形图。
这对于港口建设、航道疏浚以及海上石油平台的基础设计等工程至关重要。
想象一下，如果我们要在一片未知的海域建设一个大型港口，首先需要清楚地了解海底的起伏情况，确定最佳的码头位置和航道深度。
多波束测深系统就能为我们提供这样精确的海底地形信息，帮助工程师们做出科学合理的规划。
此外，合成孔径声呐技术的出现，进一步提高了水声成像的分辨率和精度。
它利用小孔径基阵的移动来合成大孔径，从而实现对目标的高分辨率成像。
这使得我们能够更清晰地观察到水下微小的物体和结构细节，对于检测水下管道的裂缝、海底光缆的损伤等细微问题具有极大的优势。
比如，在长期运行的海底输油管道中，可能会因为腐蚀或外力作用而出现微小的裂缝。
浅析侧扫声呐技术在海洋测绘中的应用
浅析侧扫声呐技术在海洋测绘中的应用摘要：侧扫声呐是利用回声测深原理探测海底地貌和水下物体的设备，目前广泛应用于海洋地形调查以及探测海底礁石、沉船、管道、电缆以及各种水下目标等。
侧扫声呐具有高分辨率、高效率、低成本等优点，可以提供连续的二维海底图像，对于揭示海底地形地貌的细节和特征有重要作用。
本文旨在介绍侧扫声呐的检测原理、国内外现状、在海洋测绘中的应用以及发展趋势，为后续进行海洋侧扫声呐探测技术的研究打下基础。
关键词：侧扫声呐技术，海洋测绘，海底地形地貌探测1侧扫声呐检测原理侧扫声呐技术利用海底地物对入射声波反向散射的原理来探测海底信息，它能直观地提供海底地形地貌的声成像。
其工作原理主要包括以下几个过程：（1）声波的发射：侧扫声呐由拖鱼和船载仪器组成，拖鱼内装有发射换能器和接收换能器阵列，通过电缆与船载仪器相连。
发射换能器向左右两侧发射扇型波束，覆盖一定范围的水体和海底。
（2）声波的接收：接收换能器阵列按一定时间间隔接收水体和海底反射回来的声波信号，并将其转换为电信号传输到船载仪器。
（3）声波的处理：船载仪器对接收到的电信号进行放大、滤波、增益补偿、信噪比提高等处理，以提高信号的质量和可识别性。
（4）声波的显示：船载仪器将处理后的信号按照一定的灰度或颜色编码显示在屏幕上，形成侧扫声呐图像。
声呐图像上的每一行代表一次发射和接收的结果，每一列代表一定距离范围内的回波强度，从而反映海底地形地貌的变化。
2侧扫声呐在海洋测绘中的应用侧扫声呐由于成像分辨率高、对目标区域海底实现全覆盖扫侧，据此对海底地形地貌等进行定性分析，被广泛应用于目标探测，沉船及失事飞机等海底残骸的搜索，海底表层沉积物属性的确定以及海底地震、火山、地层的监测、水下实体结构查勘等。
下面具体介绍一下侧扫声呐在海洋测绘中的应用。
2.1海底地形地貌测量侧扫声呐可以提供连续的二维海底图像，对于揭示海底地形地貌的细节和特征有重要作用。
通过对声呐图像的解译和分析，可以识别出海底的不同类型和形态，如沙纹、基岩、岩石、锚沟等。
圆周合成孔径声呐技术综述
圆周合成孔径声呐技术综述
杜选民;曾赛
【期刊名称】《声学技术》
【年(卷),期】2022(41)3
【摘要】圆周合成孔径声呐(Circular Synthetic Aperture Sonar,CSAS)具有亚波长量级的二维分辨率、三维成像能力和全方位观测能力,在水下威胁目标查证、战场环境侦察等领域具有广阔的应用前景。
文章分析了CSAS成像原理及分辨率,对国内外CSAS试验研究进展进行了综述,对CSAS成像算法、运动补偿、三维成像和后置处理等关键技术进行了分析,总结归纳了CSAS成像技术存在的问题,并对CSAS未来的发展进行了展望。
【总页数】11页(P323-333)
【作者】杜选民;曾赛
【作者单位】上海船舶电子设备研究所;水声对抗技术重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN957
【相关文献】
1.合成孔径声呐技术研究(综述)
2.深海多波束系统、深拖系统及合成孔径声呐系统的技术性能对比
3.有缺陷的多接收阵合成孔径声呐成像技术
4.多波束合成孔径声呐技术研究进展
5.合成孔径声呐技术的现状及未来趋势
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合成孔径声呐原理
合成孔径声呐原理
合成孔径声呐（Synthetic Aperture Sonar，简称SAS）是一种
基于声纳技术的遥感系统，用于探测和成像海洋或水下的目标。
其原理如下：
1. 发射声波：合成孔径声呐通过发射声波脉冲来探测目标。
这些声波经由传感器发射至水中，并在水下传播。
2. 接收回波：当声波遇到目标或水下结构时，会产生回波。
传感器会接收到这些回波信号，并将其记录下来。
3. 信号处理：接收到的回波信号经过一系列处理，包括时延校正、滤波和去除杂音等步骤。
这些处理有助于提高信号质量和目标分辨率。
4. 合成孔径：在传感器移动时，传感器会以一定的速度沿着水下路径移动。
合成孔径声呐利用传感器相对于目标的运动，通过将多个接收到的回波信号进行叠加和相位校正，形成一个合成的孔径。
这个合成孔径相当于一个极长的声纳阵列，具有更高的分辨率和更大的侧向视场。
5. 成像处理：通过对合成孔径下的回波信号进行分析和处理，可以获得目标的高分辨率成像。
成像处理技术包括波束成像、相干积累和图像纠正等。
合成孔径声呐的原理与合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，简称SAR）类似，都是通过利用传感器的运动合成一
个长的孔径，实现高分辨率成像。
由于声波在水中传播的特性和水下环境的复杂性，合成孔径声呐在水下勘探、海洋科学和水下目标检测等领域具有广泛的应用。
声呐法律规定(3篇)
第1篇一、引言声呐，作为一项重要的水下探测技术，广泛应用于海洋资源开发、海洋科学研究、海洋环境保护、海上安全等领域。
然而，声呐在探测过程中产生的噪声对海洋生态环境和生物资源造成了严重的影响。
为了保护海洋生态环境，维护海洋生物资源，我国制定了相应的声呐法律规定，以确保声呐技术的合理使用。
二、声呐的定义与分类1. 定义声呐，全称为声波探测与测距，是利用声波在水中的传播特性，通过声波发射、接收、处理等过程，实现对水下目标探测、定位、测距等功能的装置。
2. 分类根据声呐的工作原理，可分为以下几种类型：（1）主动声呐：通过发射声波，接收反射回来的声波信号，实现对目标的探测、定位、测距等功能。
（2）被动声呐：仅接收目标发出的声波信号，通过对声波信号的频率、时间、强度等参数进行分析，实现对目标的探测、定位、测距等功能。
（3）多波束声呐：通过多个发射器和接收器，实现对水下地形、地貌的精细探测。
（4）合成孔径声呐：利用多个发射器和接收器，通过信号处理技术，实现对目标的探测、定位、测距等功能。
三、声呐法律规定的主要内容1. 《中华人民共和国海洋环境保护法》《中华人民共和国海洋环境保护法》是我国海洋环境保护的基本法律，其中对声呐的使用进行了规定。
根据该法，声呐的使用应当符合以下要求：（1）声呐使用单位应当取得相应的许可证。
（2）声呐使用单位应当采取有效措施，减少声呐使用对海洋生态环境的影响。
（3）声呐使用单位应当对声呐使用过程中的噪声进行监测，确保噪声符合国家规定。
2. 《中华人民共和国海洋渔业法》《中华人民共和国海洋渔业法》是我国渔业管理的基本法律，其中对声呐在渔业活动中的应用进行了规定。
根据该法，声呐在渔业活动中的应用应当符合以下要求：（1）声呐使用单位应当取得相应的许可证。
（2）声呐使用单位应当采取措施，避免对渔业资源造成损害。
（3）声呐使用单位应当对声呐使用过程中的噪声进行监测，确保噪声符合国家规定。
3. 《中华人民共和国水下考古条例》《中华人民共和国水下考古条例》是我国水下考古管理的基本法律，其中对声呐在水下考古活动中的应用进行了规定。
合成孔径声纳概述
合成孔径声纳合成孔径声纳的研究起源于五十年代末期，但直到八十年代以后，合成孔径声纳的研究才逐步全面展开。
目前国际上只有少数国家和地区研制出了合成孔径声纳原型机并进行了海上试验。
合成孔径声纳是一种新型高分辨水下成像声纳，合成孔径雷达原理推广到水声领域，就出现了合成孔径声纳。
其基本原理是利用小孔径基阵的移动，通过对不同位置接收信号的相关处理，来获得移动方向（方位方向）上大的合成孔径，从而得到方位方向的高分辨力。
从理论上讲，这种分辨力和探测距离无关。
直观地说，距离越大，合成孔径长度就越长，合成阵的角分辨率就越高，从而抵消了距离增大的影响，保持了分辨力不变。
但合成孔径声纳作为一种水下成像设备，受水下复杂条件的影响，有不同于合成孔径雷达的特点。
首先是声传播信道的非理想性比合成孔径雷达中电磁波传播的严重；其次是声纳拖体的运动稳定性比合成孔径雷达要差得多；再者因为声速大大低于电磁波在空间的传播速度，从而大大限制了拖体运动的速度；最后由于声纳中常采用宽带信号而使雷达中的一些窄带信号处理方法在合成孔径声纳中不再适用，需对已有的算法进行改进或研究新的算法。
这正是合成孔径声纳研究极富挑战性之所在。
合成孔径声纳系统一般由三个分系统组成：1)声纳分系统，由合成孔径声纳基阵、发射机、接收机、数据采集、传输和存储子系统、声纳信号处理机和显控台等组成；2)姿态与位移测量分系统，由姿态、位移测量系统和GPS等组成；3)拖曳分系统，由绞车、拖缆和拖体等组成。
合成孔径声纳可以用于水下军事目标的探测和识别，最直接的应用就是进行沉底水雷和掩埋水雷的高分辨探测和识别。
在国民经济方面，可以用于海底测量、水下考古和搜寻水下失落物体等，尤其可以进行高分辨海底测绘，对数字地球研究具有重要意义。
综合声纳技术研究室"九五"期间在国家863项目支持下，研制出国内第一套合成孔径声纳湖试样机。
合成孔径声纳成像算法合成孔径声纳成像算法分为聚焦处理和非聚焦处理算法。
声学所合成孔径声呐奖项
声学所合成孔径声呐奖项引言：合成孔径声呐（Synthetic Aperture Sonar，简称SAS）是一种利用运动平台和多个接收器构成的合成孔径来获取高分辨率海底图像的声呐系统。
在海洋勘探、海洋资源开发等领域具有广泛的应用前景。
本文将从合成孔径声呐的原理、技术发展、应用领域以及相关奖项等方面进行介绍。
一、合成孔径声呐的原理和技术发展合成孔径声呐是利用船体或潜器在水下运动，通过多个接收器接收返回的声波信号，并利用这些信号进行数据处理，从而实现对海底目标的高分辨率成像。
其原理类似于合成孔径雷达，通过合成多个接收器的接收信号，实现对目标的高分辨率成像。
合成孔径声呐的技术发展可以追溯到20世纪60年代。
当时，美国海军研究实验室首次提出了SAS概念，并在1967年进行了首次实验。
随着计算机技术的发展和信号处理算法的改进，合成孔径声呐的分辨率和成像质量不断提高。
近年来，随着高性能计算能力的提升和新型传感器技术的应用，合成孔径声呐在海底地质调查、海底资源勘探和水下考古等领域得到了广泛应用。
二、合成孔径声呐的应用领域合成孔径声呐在海洋勘探、海底地质调查、海洋资源开发等领域具有重要的应用价值。
1. 海洋勘探：合成孔径声呐可以提供高分辨率的海底地形图像，帮助科学家研究海底地质构造、海底地貌以及地震活动等现象。
2. 海底地质调查：合成孔径声呐可以用于勘探海底沉积物的类型、厚度和分布等信息，对海洋环境和生态系统的研究具有重要意义。
3. 海洋资源开发：合成孔径声呐可以用于勘探海底油气资源、矿产资源和生物资源等，为海洋资源的开发和利用提供科学依据。
4. 水下考古：合成孔径声呐可以用于水下文化遗址的勘探和保护，为考古学家研究古代文明和历史文化提供重要信息。
三、合成孔径声呐奖项由于合成孔径声呐在海洋勘探和海洋资源开发等领域的重要应用，相关研究和技术创新得到了广泛的关注和认可。
以下是一些与合成孔径声呐相关的奖项：1. XX奖：该奖项旨在表彰在合成孔径声呐领域做出杰出贡献的个人或团队。
水声成像技术在水下考古中的应用研究
水声成像技术在水下考古中的应用研究一、引言水下考古是考古学的一个重要分支，它致力于探索和研究沉没在水下的文化遗产。
由于水下环境的复杂性和特殊性，传统的考古方法在水下往往受到很大的限制。
而水声成像技术的出现，为水下考古带来了新的机遇和突破。
二、水声成像技术的原理与分类（一）原理水声成像技术是利用声波在水中的传播特性来获取水下物体的图像信息。
声波在水中的传播速度相对稳定，且能够穿透一定深度的水体。
当声波遇到物体时，会发生反射、折射和散射等现象，通过接收和分析这些回波信号，就可以构建出物体的形状、位置和结构等信息。
（二）分类1、侧扫声呐成像侧扫声呐通过向两侧发射扇形波束，并接收回波信号，从而形成水下物体的二维图像。
它能够快速扫描大面积的水域，对海底地貌、沉船残骸等大型物体的探测效果较好。
2、多波束测深声呐成像多波束测深声呐可以同时测量多个波束的水深数据，从而生成高精度的海底地形图像。
它对于海底地形的精细测绘和水下遗址的定位具有重要意义。
3、合成孔径声呐成像合成孔径声呐利用小孔径天线的移动来合成大孔径，从而提高图像的分辨率。
它能够提供高分辨率的水下图像，对于小尺寸物体和细节的探测能力较强。
三、水声成像技术在水下考古中的优势（一）非接触式探测水声成像技术不需要与水下物体直接接触，避免了对文物和遗址的潜在损害。
（二）大范围快速扫描能够在较短的时间内覆盖较大的区域，提高了考古调查的效率。
（三）穿透能力强可以穿透一定深度的泥沙和沉积物，发现被掩埋的文物和遗址。
（四）不受光照和水质影响在黑暗的水下环境和浑浊的水质条件下仍能正常工作。
四、水声成像技术在水下考古中的应用案例（一）沉船遗址的发现与定位例如，在_____海域的水下考古中，通过侧扫声呐成像技术发现了一艘古代沉船的残骸，并确定了其精确位置和大致轮廓，为后续的考古发掘提供了重要线索。
（二）海底遗迹的测绘在_____海底遗迹的调查中，多波束测深声呐成像技术绘制出了详细的海底地形图像，揭示了遗迹的分布范围和结构特征。
深海多波束系统、深拖系统及合成孔径声呐系统的技术性能对比
取 信 息 的 主要 来 源 ， 图像 的 信 息更 生 动 、 丰 富 、 更 更 直 观 ， 助 于各 种 成像 设 备 ， 以把现 实 世界 中 借 可
的景象 记 录 和再 现 出来 ． 水 下 由于 电 磁 波 或 光 在 波 受 到强 烈 的 衰减 而无 法 用 于较 远 距 离 的 探 测 ， 所 以声 波 成 为 目前惟 一 可利 用 的能 够在 水 中远 距
展． 海底 矿 物 资源 开发 需要 进 行水 下 工程 勘 测 ； 在
海 洋权 益划 界 谈 判 中 ， 要 海 底 地 形 地 貌 和 地 质 需 结 构资 料 的支 持 ； 声 成 像 技 术 还 可用 于 水 下 管 水 线 等探 查 、 物打 捞 和水 下物 体 的探 测 与识 别 ． 沉 ］
２ ２ ＳＳ３ ０ ． Ｉ－ ０ ０深 拖 系统 组 成
成 形象 的三维 图像 ， 图 １ 见 ．
该 系统包 括 水 下 和水 上 两 部 分． 下 部 分 和 水
图 １ 多波束试 验海底地形 图
水上 部 分通 过铠 装 光 纤 缆相 连 接 ． 下 部 分 包 括 水
２ 深 拖 系统
深拖 系 统作 为载 体可 以根 据需 要搭 载相 关物
探 或水文 调 查设 备 ， 套 深 拖 系 统 主 要 由甲板 控 一 制单 元 、 车 及 拖 缆 、 体组 成 ． 工 作 流 程是 用 绞 拖 其
２ ４个 接 收 波 束 ， 大 发 射 速 率 １ ３ 最 ５次 ／ ， 射 脉 ｓ发 冲宽 度最 大 ２ ， 个 波束 最 窄 可 达 １ ×１． ０ｍｓ每 。 。 系
际先进 的多波 束 测 深 系 统 、 拖 系 统 和 合 成 孔 径 深 系统进 行 探讨 ， 对相 关 的技 术细 节进 行 分析 ． 并
一种小斜视多接收阵合成孔径声呐距离多普勒成像算法
一种小斜视多接收阵合成孔径声呐距离多普勒成像算法吕金华;唐扶光;赵煦;吴浩然【摘要】本文在\"非停走停\"条件下建立斜视多接收阵合成孔径声呐的几何模型和精确距离史.由于精确时延史十分复杂,无法直接用于推导成像算法,通过2次近似,得到修正斜视距离史.距离史误差的分析结果表明,修正斜视距离史能够满足窄波束小斜视的成像要求.在算法推导部分,首先通过距离空变的相位补偿因子和参考距离上的时延补偿因子,将多接收阵信号转变成了单基斜视信号,再借用斜视单基距离多普勒算法,提出小斜视角多接收阵合成孔径声呐距离多普勒算法.最后通过计算机仿真实验证明了本文方法的有效性和正确性.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2019(041)007【总页数】6页(P124-129)【关键词】斜视;多接收阵合成孔径声呐;距离多普勒算法【作者】吕金华;唐扶光;赵煦;吴浩然【作者单位】武汉船舶职业技术学院电气与电子工程学院,湖北武汉 430050;武汉轻工大学电气与电子工程学院,湖北武汉 430023;武汉轻工大学电气与电子工程学院,湖北武汉 430023;海军工程大学电子工程学院,湖北武汉 430033【正文语种】中文【中图分类】TB5660 引言合成孔径声呐（synthetic aperture sonar，SAS）利用小尺寸基阵沿运动方向做匀速直线运动来合成大的孔径基阵，获得沿运动方向（横向）的高分辨率[1]。
海流和载体平台的非对称等因素，可能导致合成孔径声呐出现斜视。
另外，由于多子阵合成孔径声呐的斜视角会导致时延误差以及声呐多普勒效应比雷达显著，即使斜视角很小，也会导致合成孔径声呐图像散焦。
斜视合成孔径声呐与斜视合成孔径雷达信号模型最大的不同有两点：一是由于水中声速低，造成方位频率不模糊和距离不模糊存在矛盾。
为了解决这个矛盾。
合成孔径声呐的接收阵一般采用多子阵配置[2]。
在现有的斜视合成孔径成像算法中，仅有单接收阵斜视合成孔径成像算法，包括单站斜视合成孔径雷达成像算法和双基单接收阵斜视合成孔径成像算法。
合成孔径的分辨率
合成孔径的分辨率
合成孔径（Synthetic Aperture）是一种用于雷达成像和测量的技术，能够通过组合多个瞬时波束形成一个具有更高方向分辨率和横向分辨率的“合成孔径”。
下面是有关合成孔径分辨率的详细内容：
1. 合成孔径雷达的分辨率通常由物理孔径和合成孔径长度（Aperture Length）两者共同决定。
合成孔径长度越长，分辨率越高。
2. 孔径长度与波长和入射角有关，离地高度会影响分辨率的大小。
在特定条件下，分辨率可以通过波长降低或者提高入射角来实现。
3. 对于军事和航空等领域的应用，分辨率通常在米以下，在雷达技术上需要实现高达数厘米的细节分辨率。
4. 合成孔径雷达使用高频率的电磁波进行成像和测量，相较于传统雷达，合成孔径雷达可以实现更高的分辨率。
5. 除了合成孔径长度和入射角，雷达接收到的回波信号的波形也会影响分辨率。
在一些具体的情况下，如地形复杂区域，回波信号的波形可以通过特殊的信号处理技术来改善分辨率。
总之，合成孔径雷达的分辨率受到多个因素的影响，包括合成孔径长度、波长、入射角、离地高度、地形特征和信号处理技术等。
在实际应用中需要根据具体情况进行综合考虑和调整。
基于Chirp Scaling成像算法的高分辨聚束式合成孔径声呐
理 技 术 实 现 方 位 的粗 聚 焦 ， 除 了 聚 束 式 Ｓ Ｓ特 有 的 方 位 频 谱 混 迭 现 象 ， 后 应 用 Ｃ ｉ ｃｌ ｇ原 理 实 现 距 离 的 消 Ａ 然 ｈｒ Ｓａ ｎ ｐ ｉ
ｔ ｅ ａ ｉ ｔ ｐ ｃ ｒ ｌ ａ ｉｓｎ ｙ ｉ ａ ｆ ｓ ｏｌ ｈ ＡＳ ｉ ｏ ｅ ｃ ｍｅ Ｐ ｅ ｉｅ ｒ ｎ ｅ ｆ ｃ ｓｎ ｓ ｔ ｅ ｈ ｚｍｕ ｈ ｓ ｅ ｔ ｌ ｉ ｇ ｔ ｐ ｃ ｌ ｏ ｐ ｔ ｇ ｔ Ｓ ｓ ｖ ｒ ｏ ． ｒ ｃｓ ａ ｇ ｏ ｕ ｉ ｇ ｉ ｈ ｎ ａ ａ ｉ ａ ｈ ｅ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｃ ｉ ｃ ｌ ｇ ｐ ｎ ｉ ｌ ．Ｔ ｅ ｒ ｓｄ ａ ｚｍｕ ｈ ｐ ａ ｅ ｅ ｒ ｒ ｒ ｏ ｅ ｓ ｔ ｄ ｃ ｉ ｖ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｈ ｒ ｓ ａ ｉ ｒ ｃｐ ｅ ｈ ｅ ｉ ｕ ｌ ａ ｉ ｔ ｈ ｓ ｒ ｏ ｓ ａ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｅ ｐ ｎ ｉ
Ａ ｃ ｒｐ ｓ ｌｎｇ ｈｉ ｃａ ｉ ａｌ ｇｏｒ ｔ ｉ ｈｍ ｆ ｈｉ ｏｒ ｇｈ－ ｅ ｏｌ ｉ ｒ ｓ ｕｔｏｎ ｓ ｐｏｔ ｉ ｈｔ ｌｇ
ｓ ｙｎｔ ｔ ｃ ｈｅ ｉ ａｐｅ ｔ ｅ ｏｎａｒ ｍ ａｇ ｎｇ ｒ ｕｒ ｓ ｉ ｉ
Ｚ Ｎ ｏ — ｅ ，Ｓ Ｎ Ｄ — ｎ Ｉ ａ ＨＡ Ｇ Ｙ ｕｗ ｎ Ｕ ａｊ ，ＴＡＮ Ｔ ｎ ｕ
维普资讯
第 ２ ５卷 第 ４期
２０ ０ ６年 ０ ８月
声 学 技 术
合成孔径成像的应用及发展
返 声 程 2R。因 此，合 成 孔 径 波 束 开 角 实 际 应 为
θsyn
=
λ 2D
=
λ 2R × (λ/L)
=
L 。距直线轨迹垂 2R
直距离为 R 时，合成孔径波束形成的线分辨率为
δsyn
=
R
× θsyn
=
世纪 50 年代在雷达成像中提出 “合成孔径”
原理时，称为 “多普勒波束锐化”。这时在频率域对
2 合成孔径成像原理
目标退出波束。合成孔径阵元数为 N ，合成孔径
长为 D
=
R
×
θ=
=
R×
λ L
，合成孔径波束开角为
θsyn
=
λ D
=
R
λ × (λ/L)
=
L。 R
采 样 结 束，合 成 孔 径 波 束 形 成 后 处 理 时，对
不同位置的回波信号进行相干叠加，需要计算阵
元发射信号至目标、目标反射信号返回阵元的往
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2018.05.026
Applications and development of synthetic aperture imaging
SUN Baoshen
(Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
Abstract Synthetic aperture stripe imaging has been proposed for radar imaging since the 1950s and successfully applied to environmental resource monitoring, disaster monitoring, maritime management, and militaries. In recent years, with the development of science and technology, the synthetic aperture imaging is becoming more and more mature and has been widely used in other fields. The applications and development of the synthetic aperture stripe imaging in radar, sonar, nondestructive test and medical imaging are reviewed briefly in this paper. Key words Synthetic aperture imaging, Principle, Applications and development
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合成孔径声纳分辨率
【原创版】
目录
1.合成孔径声纳的概念与原理
2.合成孔径声纳的分辨率
3.合成孔径声纳的应用
4.案例：干涉合成孔径声纳系统 InSAS
5.合成孔径声纳的发展趋势
正文
一、合成孔径声纳的概念与原理
合成孔径声纳（Synthetic Aperture Sonar，简称 SAS）是一种高分辨率的声纳技术，它利用计算机处理技术将多个短距离声纳脉冲的回波信息合成为一个长距离声纳脉冲的回波信息。
通过这种方式，合成孔径声纳能够在较大的距离范围内获得高分辨率的声纳图像。
二、合成孔径声纳的分辨率
合成孔径声纳的分辨率主要取决于声纳脉冲的频率、脉冲重复频率、声纳阵列的尺寸和信噪比等因素。
一般来说，频率越高、脉冲重复频率越高、声纳阵列的尺寸越大，合成孔径声纳的分辨率就越高。
同时，信噪比也会影响合成孔径声纳的分辨率，信噪比越高，分辨率越高。
三、合成孔径声纳的应用
合成孔径声纳广泛应用于水下成像、测深、航行器等领域。
例如，在海底成像方面，合成孔径声纳可以提供高达 3 厘米分辨率的海底图像，图像幅宽可达 600 米。
在航行器方面，合成孔径声纳可以为航行器提供高分辨率的三维测深数据，分辨率高达 25 厘米。
四、案例：干涉合成孔径声纳系统 InSAS
干涉合成孔径声纳系统 InSAS（Interferometric Synthetic Aperture Sonar）是一种先进的进口高分辨率声纳和高分辨率干涉合成孔径声纳系统。
它能够为客户提供水下机器人两侧各 300 米范围内的详细海底图像，海底图像分辨率高达 3 厘米，图像幅宽高达 600 米，并且给出三维测深数据，分辨率高达 25 厘米。
五、合成孔径声纳的发展趋势
随着技术的不断发展，合成孔径声纳的分辨率和性能将进一步提高。