合成孔徑聲吶技術研究進展

合成孔徑聲吶成像技術

合成孔徑聲吶成像算法

聲吶成像是由回波信號解算出聲吶圖像（反射系數矩陣）的過程。SAS?成像算法是在?SAR?算法、CT?成像算法、地震波反演、聲吶方位波束形成方法基礎上發展起來的。SAS?成像的研究目前主要集中在條帶式（stripmap）正側視（broadside looking）場景，斜視和聚束?SAS?成像也開始引起研究者的注意。

SAS?成像中聲波的波長通常為分米波和厘米波，與典型的?SAR?成像波長相近。由于水聲速度低，相同波長?SAS?對應的水聲頻率很低，如水聲信號波長?1.5?cm?對應的頻率為?100?kHz、波長?1.5?dm?對應的頻率為?10?kHz（水聲傳播速度取?1?500?m/s)。頻帶足夠寬才能提高成像的距離分辨率,因為載頻低，所以?SAS?成像通常相對帶寬較大。因此，SAR?成像中?RD、CS?等適合窄帶的算法，在?SAS?成像中很少采用。ωk?是一種適合寬帶成像的頻域算法，SAS?領域普遍采用。但是，SAS?采用多接收子陣成像，存在空間采樣不均勻問題，需要相位修正才能完成頻域處理。

時域逐點延時相加法，是?SAS?最基本的成像方法，相當于?SAR?中的二維時域相關處理法。這種方法運算效率比頻域算法低得多，在實時成像系統中較少采用。但是時域算法對多接收子陣成像，空間采樣不均勻性影響小、處理靈活。FFBP?算法是一種源于醫學影像中的快速后向投影算法，通過犧牲一定的分辨率提升運算速度?；诙S矩陣數表的時域方法，通過存儲多個事先計算好的多個二維矩陣，實現實時成像。該方法通過增加一定的數據存儲單元，實現了高速精確的實時成像。

經過多年的發展，SAS?成像算法基本成熟，可以滿足工程實際要求。

相關文章