[發(fā)明專利]一種淺地層剖面儀的數(shù)據(jù)采集及信號處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110697042.5
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113447983B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳路;陳新;梁爾冰;陳卓;呂冰冰
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南國天電子科技有限公司
• 主分類號: G01V1/38
• 分類號: G01V1/38
• 代理公司: 長沙大珂知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43236
• 代理人: 王瓊琦

本發(fā)明涉及一種信號處理的技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種淺地層剖面儀的數(shù)據(jù)采集及信號處理方法，包括：接收淺地層剖面儀的回波信號，并對接收到的回波信號進行AD采樣處理，得到采樣信號；利用帶通FIR濾波器對采樣信號進行濾波處理，得到濾波后的回波信號數(shù)據(jù)；對回波信號數(shù)據(jù)進行絕對值檢波，提取回波信號數(shù)據(jù)中的信號包絡(luò)；利用無線傳輸技術(shù)將提取到的信號包絡(luò)傳輸?shù)缴衔粰C；根據(jù)接收到的信號包絡(luò)，利用基于門限檢測法和能量檢測法的觸底檢測算法進行水深檢測。本發(fā)明還提供了一種淺地層剖面儀。本發(fā)明實現(xiàn)了淺地層剖面儀的數(shù)據(jù)采集及信號處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號處理的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種淺地層剖面儀的數(shù)據(jù)采集及信號處理 方法以及一種淺地層剖面儀。

背景技術(shù)

近岸海洋工程建設(shè)是國防、經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐。建設(shè)海洋工程以了解海底地層結(jié)構(gòu)、 探測地層屬性、沉積物結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。淺地層剖面儀主要應(yīng)用于海洋科學(xué)考察、海底管纜路 由探測、港池探測、海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)探測、水下工程選址及日常維護等領(lǐng)域，在海洋科學(xué)研 宄、海洋工程以及海洋開發(fā)中發(fā)揮著重要的、不可替代的作用，相關(guān)研究結(jié)果還可應(yīng)用于 潛艇、海洋移動工作站、水下無人深潛器、海洋勘探、海洋開發(fā)、科學(xué)研究等多個軍民領(lǐng)域，經(jīng)濟和軍事價值重大。

該淺地層剖面儀換能器發(fā)射主頻附近的兩組頻率使用略微不同的高頻聲波的非線性 調(diào)頻技術(shù)。由于在高聲壓下聲波的傳播具有非線性的特質(zhì)，這兩組聲波相互作用，產(chǎn)生了 一種頻率很低的聲波(稱為差頻波)，而且仍然保持高頻時的束角不變。采用非線性調(diào)頻技 術(shù)的淺地層剖面儀具有穿透性強、發(fā)射波束角較小以及分辨率高等優(yōu)點，可以對海底淺部 地層的具體情況進行詳細的探測，同時只需要小體積和較輕重量的換能器。

鑒于此，如何對回波信號進行采集和處理，得到淺地層剖面圖，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員 亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種淺地層剖面儀的數(shù)據(jù)采集及信號處理方法，接收淺地層剖面儀的回波 信號，并對接收到的回波信號進行AD采樣處理，得到采樣信號,利用帶通FIR濾波器對采樣信號進行濾波處理，得到濾波后的回波信號數(shù)據(jù)；對回波信號數(shù)據(jù)進行絕對值檢波，提取回波信號數(shù)據(jù)中的信號包絡(luò)，利用無線傳輸技術(shù)將提取到的信號包絡(luò)傳輸?shù)缴衔粰C，同時根據(jù)接收到的信號包絡(luò)，利用基于門限檢測法和能量檢測法的觸底檢測算法進行水深檢測。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種淺地層剖面儀的數(shù)據(jù)采集及信號處理方法，包括：

接收淺地層剖面儀的回波信號，并對接收到的回波信號進行AD采樣處理，得到采樣 信號；

利用帶通FIR濾波器對采樣信號進行濾波處理，得到濾波后的回波信號數(shù)據(jù)；

對回波信號數(shù)據(jù)進行絕對值檢波，提取回波信號數(shù)據(jù)中的信號包絡(luò)；

利用無線傳輸技術(shù)將提取到的信號包絡(luò)傳輸?shù)缴衔粰C；

根據(jù)接收到的信號包絡(luò)，利用基于門限檢測法和能量檢測法的觸底檢測算法進行水深 檢測。

可選地，所述接收淺地層剖面儀的回波信號，并對接收到的回波信號進行AD采樣處 理，包括：

淺地層剖面儀系統(tǒng)上電后進行上位機初始化以及信號處理機初始化；信號處理機初始 化后，信號處理機處于等待上位機命令狀態(tài)；上位機初始化后，經(jīng)過設(shè)備自檢后，向信號 處理機發(fā)送參數(shù)設(shè)定及啟動控制命令，信號處理機提供發(fā)射同步信號給發(fā)射機，控制信號 發(fā)射；在本發(fā)明一個具體實施例中，本發(fā)明利用前置放大器對發(fā)射信號進行放大處理；

發(fā)射信號到達海底淺部地層后會產(chǎn)生回波信號，所述信號處理機接收回波信號，并對 回波信號進行AD采樣處理，所述AD采樣處理的流程為：

對于回波信號x(t)，設(shè)置信號的采樣周期為T，則AD采樣得到的采樣信號為：

其中：