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分裂波束探鱼声呐显控软件设计与实现
| 论文题名： | 分裂波束探鱼声呐显控软件设计与实现 |
| 关键词： | 分裂波束探鱼声呐;显控软件;模块设计;目标检测 |
| 摘要： | 分裂波束探鱼声呐结合分裂波束技术与宽带探测技术进行鱼群探测，广泛应用于现代大型科考船，其显控软件作为用户控制声呐硬件设备工作并获取鱼类目标探测结果的信息交互平台，是必不可少的组成部分。论文结合分裂波束探鱼声呐工作需求，对分裂波束探鱼声呐显控软件进行设计开发。 首先，论文结合国内外探鱼声呐发展及现状，特别是分裂波束探鱼声呐研究现状，展开对分裂波束探鱼声呐系统构成及工作原理的分析。结合分裂波束探鱼声呐系统工作流程中显控软件的功能，分析显控软件所需具备的数据处理功能并设计数据处理工作流程，为分裂波束探鱼声呐显控软件设计提供参考依据。 其次，为了对探鱼声呐探测目标信号进行检测与提取，本文研究有限脉冲响应滤波器以及脉冲压缩技术进行预处理，以提高接收信号信噪比;同时为了得到鱼和底的深度信息，使用包络检波和固定门限来估计深度信息。在显示界面上，使用了非线性变换和色彩映射为用户带来直观的彩色的探鱼声呐回波强度图显示。论文基于目标强度检测门限进行目标检测，采用基于分裂波束定位原理的目标位置解算方法，通过分裂波束四通道目标回波信号到达子阵等效声中心的距离差，解算得到单目标鱼的位置信息。 然后，借鉴国内外主流探鱼声呐显控软件功能，采用Qt进行显控软件开发。在控制端，在实时与回放两种工作模式下，实现声呐设备工作状态控制及显控软件处理及显示信息状态控制;在通信端，分别使用串口通信和基于TCP协议的以太网通信实现硬件设备控制命令的发送和声呐原始回波数据的接收;在数据端，基于数据传输协议采集原始回波数据并进行单目标鱼回波信号提取与信息解算，同时支持将声呐原始数据保存在本地，方便用户回放探鱼记录;在显示端，以回波强度图作为主显示窗口，获取数据端解算结果，分别采用折线图、蛛网图进行目标强度和目标位置的显示。 最后，通过硬件联调并进行了水池试验，对分裂波束探鱼声呐显控软件的各部分功能进行了初步测试，主要包括，鱼目标及水平位置信息的验证，底深度信息的验证，分裂波束回波声呐图像等信息显示验证，并且进行了解算结果的误差分析，初步验证显控软件的功能和实测效果，对后续工作开展具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 徐艳洁 |
| 专业： | 水声工程 |
| 导师： | 李海森 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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