V形布置深水多波束声呐测深方法改进

来源：系统工程与电子技术杂志2025年第6期北京时间：

作者：徐辉, 王舒文, 刘晓东, 郑旭, 刘正凯

单位：1. 中国科学院声学研究所海洋声学技术实验室, 北京 100190；2. 中国科学院大学, 北京 100049；3. 北京市海洋声学装备工程技术研究中心, 北京 100190；4. 中国科学院声学研究所声学与海洋信息国家重点实验室, 北京 100190

摘要：针对V形布置深水多波束测深声呐(multibeam echo sounder, MBES)相较于同尺度平面T形布置声呐接收波束宽度变宽, 导致海底镜像回波区域测深效果欠佳的问题, 提出一种基于分扇区反卷积和目标回波区间确定的改进测深方法。该方法通过分扇区反卷积算法对常规波束形成(conventional beamforming, CBF)输出进行处理, 缩小接收波束宽度和降低旁瓣级, 从而提升海底镜像回波区域的测深精度和测深分辨力。另外, 在CBF输出的基础上采用多次检测算法确定发射扇区的目标回波区间, 降低由分扇区反卷积算法所带来的高计算负载。仿真实验表明, 所提方法一方面可提升测深分辨力, 相较于传统测深方法能够获得更清晰的海底目标形状及图像；另一方面可提高测深精度, 在不同海底地形场景下, 相比于传统测深方法均能提高70%以上。采用多次检测算法预先确定目标回波区间大幅度提高了计算效率, 在不同海底地形场景下计算时间提升率均在96%以上, 方便方法后续实时化应用。此外, 海试数据进一步证明该方法在实际工程应用的可行性, 测深精度相较于传统测深方法提升了37.66%。

关键词：多波束测深声呐,V形布置,测深方法,分扇区反卷积,目标回波区间确定