[發(fā)明專利]一種信號處理方法和裝置、可變頻多波束測深系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110373922.7
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN112764016B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李春雨;鄔松
• 申請（專利權(quán)）人: 北京星天科技有限公司
• 主分類號: G01S7/539
• 分類號: G01S7/539;G01S15/08
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 許振新

1.一種信號處理方法，其特征在于，包括：

在對海洋深度進(jìn)行測量的當(dāng)前一幀內(nèi)，基于所使用的探測信號的回波信號預(yù)測指定位置的深度值；

在所述深度值相較于上一幀的深度值發(fā)生變化或所述探測信號的頻率相較于上一幀探測信號的頻率發(fā)生變化的情況下，對當(dāng)前的子陣結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更，得到目標(biāo)子陣結(jié)構(gòu)；

基于所述目標(biāo)子陣結(jié)構(gòu)和所述回波信號形成分裂陣波束，所述分裂陣波束用于進(jìn)行底檢測；

其中，對當(dāng)前的子陣結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更，得到目標(biāo)子陣結(jié)構(gòu)，包括：

基于變化后的深度值或變化后的頻率確定多個候選子陣結(jié)構(gòu)，每個候選子陣結(jié)構(gòu)的子陣間隔M和子陣長度L滿足以下條件：，且在深度值增加的情況下使L增加，在深度值減少的情況下使L減少，在頻率增加的情況下使L減少，在頻率減少的情況下使L增加；

確定所述回波信號的回波信噪比；

針對任一候選子陣結(jié)構(gòu)，通過以下公式確定得到所述候選子陣結(jié)構(gòu)對應(yīng)的波束輸出信噪比：，其中，SNR₀為候選子陣對應(yīng)的波束輸出信噪比，SNR_I為所述回波信號的回波信噪比，μ基于所述候選子陣結(jié)構(gòu)的子陣間隔、子陣長度、子陣個數(shù)和相互重疊的陣數(shù)確定得到；

基于所述波束輸出信噪比從所述多個候選子陣結(jié)構(gòu)中確定得到所述目標(biāo)子陣結(jié)構(gòu)，所述目標(biāo)子陣結(jié)構(gòu)對應(yīng)的波束輸出信噪比小于設(shè)定信噪比閾值且包含的子陣個數(shù)最少。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基于所使用的探測信號的回波信號預(yù)測指定位置的深度值，包括：

基于所述回波信號，確定從發(fā)射所述探測信號到接收到所述回波信號之間的回波時長；

基于公式確定得到所述指定位置的深度值，其中，H為所述指定位置的深度值，T為所述回波時長，c為所述探測信號的表面聲速。

3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述當(dāng)前一幀內(nèi)包括多個信號采樣點，所述回波信號基于所述多個信號采樣點采集得到；

其中，基于所述回波信號，確定從發(fā)射所述探測信號到接收到所述回波信號之間的回波時長，包括：

確定在每個信號采樣點上采集到的多個回波信號幅度的平均值，得到與所述多個信號采樣點對應(yīng)的多個平均值；

檢測所述多個平均值中的至少一個峰值點；

確定所述至少一個峰值點中的目標(biāo)峰值點，所述目標(biāo)峰值點為所述至少一個峰值點中幅度超過設(shè)定閾值的第一個峰值點；

將發(fā)射所述探測信號的時刻到所述目標(biāo)峰值點對應(yīng)的采樣時刻之間的時長確定為所述回波時長。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，確定所述回波信號的回波信噪比，包括：

選擇所述回波信號中第一指定范圍內(nèi)的信號作為噪聲信號，并計算所述噪聲信號的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差；

將所述回波信號的幅值減去所述噪聲信號的平均值后選擇所述回波信號中第二指定范圍內(nèi)的信號作為指定回波信號，計算所述指定回波信號的標(biāo)準(zhǔn)差；

通過以下公式確定所述回波信號的回波信噪比：，其中，σ_s為所述指定回波信號的標(biāo)準(zhǔn)差，σ_n為所述噪聲信號的標(biāo)準(zhǔn)差。