理论教育 水下声呐图像分辨率-水下地形测量

水下声呐图像分辨率-水下地形测量

时间:2023-09-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:声呐图像有两个方向的分辨率,即纵向分辨率和横向分辨率。纵向分辨率是指航向上两个目标之间的最小可区分距离;横向分辨率是指垂直于航向上两个目标之间的最小可区分距离。在不影响其他测量指标的情况下,小的发射脉宽将提高横向分辨率。一个横向分辨率为10cm的侧扫声呐系统,会辨别相距10cm的两个物体,相距小于10cm的多个物体会被声呐处理成一个物体。

水下声呐图像分辨率-水下地形测量

声呐图像有两个方向的分辨率,即纵向分辨率和横向分辨率。纵向分辨率是指航向上两个目标之间的最小可区分距离;横向分辨率是指垂直于航向上两个目标之间的最小可区分距离(许枫,2002)。

如图7-26所示,要在声呐图像上辨别出一个小目标,一般认为需连续记录出3~5个回波数据。当换能器至海底的深度为h时,每发射一个脉冲,它在海底形成的照射范围为梯形ABCD,图中L和W分别代表横向分辨率和纵向分辨率,表达式为:

式中,R为目标到换能器的距离;θT为波束水平开角;c为声速;τ为脉冲宽度;θ为声波入射角

(www.daowen.com)

图7-26 侧扫声呐图像分辨率示意图

为了提高纵向分辨率,可通过减小波束宽度、提高信号频率、靠近目标观测以及采用线性调频调制技术(Chirp)来实现,但这些方法各有优缺点,窄波束会产生旁瓣,过分靠近海底会威胁拖鱼的安全,高频信号容易被海水吸收。因此,实际工作中需根据成像目的加以选择。

要分辨竖直面内两个目标间的最小距离,取决于目标的反射能力、目标的高度、声图的比例尺以及脉冲宽度等因素(刘雁春,1998)。在不影响其他测量指标的情况下,小的发射脉宽将提高横向分辨率。一个横向分辨率为10cm的侧扫声呐系统,会辨别相距10cm的两个物体,相距小于10cm的多个物体会被声呐处理成一个物体。

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