[發明專利]基于多波束測深的聲速剖面及海底地形的聯合反演方法

有效

• 申請號: 201210230759.X
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN102749622A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 張美佳;章惠全;徐文
• 申請（專利權）人: 杭州邊界電子技術有限公司
• 主分類號: G01S15/88
• 分類號: G01S15/88;G01H5/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳昱彤

1.一種基于多波束測深的聲速剖面及海底地形的聯合反演方法，其特征是，包括如下步驟：

（1）通過多波束測深系統的發射換能器陣向測量海域的海底發射多波束，并通過多波束測深系統的接收換能器陣接收回波信號；

（2）多波束測深系統根據接收到的回波信號，獲得回波的到達角和到達時間；

（3）建立由式（a）所示的狀態方程和式（b）所示的測量方程構成的狀態空間模型：

zkg=zk-1g+μk0---(a)]]>

yk=zktk[1c0+gzk(tk22zk2-1c02)+(gzk)2(1c03-tk26c0zk2)]+vk---(b)]]>

式（a）和式（b）中，k表示發射換能器陣向測量海域的海底發射的多波束中的第k個波束，k≥1；z_k表示第k個波束所到達的海底深度；當k＞1時，z_k-1表示第k-1個波束所到達的海底深度；當k=1時，z_k-1表示海底深度的初始值；g表示聲速梯度；μ_k表示第k個波束所到達的海底深度的過程噪聲；y_k表示由第k個波束回波的到達角的余弦值構成的測量變量；t_k表示第k個波束回波的到達時間，c₀表示多波束測深系統的接收換能器陣所在位置的聲速；v_k表示第k個波束回波的到達角的余弦值的測量噪聲。

（4）根據步驟（3）建立的狀態空間模型以及步驟（2）中接收到的回波的到達角和到達時間，利用序貫濾波方法獲得測量海域的聲速梯度及海底深度的反演值；根據聲速梯度的反演值，利用式（c）獲得測量海域的聲速剖面的估計：

c(z)=c₀+g(z-d₀)????????????????（c）

式（c）中，c(z)表示測量海域的聲速剖面；z表示海水深度；d₀表示多波束測深系統的接收換能器陣所在位置的深度；c₀表示多波束測深系統的接收換能器陣所在位置的聲速；g表示聲速梯度。