[發明專利]一種基于ADCP測流信號的TVC曲線精確設置方法

有效

• 申請號: 201910837050.8
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN110554394B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 王忠康;胡長和;郭冉;韓禮波;馮宏
• 申請（專利權）人: 杭州瑞利海洋裝備有限公司
• 主分類號: G01S15/89
• 分類號: G01S15/89;G01S7/539
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發明公開了一種基于ADCP測流信號的TVC曲線精確設置方法。采用的方法如下：首先通過混響參數反演得到精確的混響參數數值；再根據傳播距離、混響參數數值計算，以補償傳播總損失為原則，初步得到該接收時刻TVC放大倍數；最后根據分辨力選擇離散時刻點，得到不同接收時刻點傳播損失，進而得到此點TVC放大倍數，進行放大倍數修正后擬合獲得TVC電壓控制曲線。本發明具有直觀、簡介明了、易操作、針對性強的特點，可以克服目前混響參數取經驗數值無法精確設置TVC曲線的問題，提高設備的精度。

技術領域

本發明涉及一種基于ADCP測流信號的TVC曲線精確設置方法，適用于不同環境條件下精確TVC曲線的設置。

背景技術

信號在海水中傳播，會由于聲吸收和聲擴展等因素不可避免的產生衰減。傳播距離越大，衰減越大，最終到達換能器的接收信號能量越小，對應的信號幅值就越小，增加了信號處理的難度。因此，在實際信號預處理中，采用TVC曲線放大的方式，使得不同距離處的回波信號幅值保持在一定范圍，進一步減小信號后處理的難度。

聲吶方程可以推導計算出不同距離處的回波信號強度，進而計算出不同距離所對應的接收時刻TVC曲線的放大倍數。因此TVC曲線參數的設置與聲吶方程有著很大聯系。

現有技術中聲吶方程參數數值以經驗參數為準，如體積散射強度S_V，海水介質的吸收系數a。在ADCP實際使用過程中，經過的水域不同，參數的數值也應不同；同一片水域的測量，時間季節不同，參數數值也應不同。采用經驗參數無法精確的設置TVC曲線公式。因此造成了TVC曲線參數設置不準確的問題, 進而影響設備精度。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供了一種基于ADCP測流信號的TVC曲線精確設置方法，以期解決目前混響參數取經驗數值無法精確設置 TVC曲線的問題，進而提高設備的精確度。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于ADCP測流信號的TVC曲線精確設置方法，其包括如下步驟：

S1：對ADCP實際測流數據進行還原，得到不同傳播距離處未經TVC放大的真實回聲信號聲級，然后以傳播距離為自變量，真實回聲信號聲級為因變量，基于理論回波強度公式進行擬合，反演得到包括吸收損失a和體積散射強度S_V在內的精確混響參數；

S2：將步驟S1中得到的精確混響參數代入聲吶方程，得到不同傳播距離處的信號傳播總損失計算公式，進而根據信號傳播總損失得到對應距離處TVC放大倍數計算公式；

所述信號傳播總損失EL的計算公式為：

其中：SL表示聲源級；S_V表示體積散射強度；RL為接收換能器上的真實回聲信號聲級；θ_-3dB表示換能器的-3dB束寬；L為層厚；a為吸收損失；R為傳播距離；

所述TVC放大倍數TVC_放大的計算公式為：

TVC_放大＝-EL

S3：確定TVC曲線的傳播距離間隔、起始變化點和終止變化點，然后設置 TVC放大倍數曲線，曲線的設置方式為：在起始變化點以內不進行TVC補償；以起始變化點為傳播距離零點，在起始變化點到終止變化點之間，根據所述TVC 放大倍數的計算公式計算得到不同傳播距離下的TVC放大倍數，并對該段TVC 放大倍數數據點進行平滑濾波；在終止變化點之后，TVC放大倍數始終保持為終止變化點位置對應的放大倍數；

S4：將S3得到的TVC放大倍數曲線轉化為ADCP中的電壓控制曲線。

作為優選，所述精確混響參數的反演方法為：