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粒子滤波在多波束测深底跟踪中的应用研究
| 论文题名： | 粒子滤波在多波束测深底跟踪中的应用研究 |
| 关键词： | 多波束测深技术;底跟踪技术;信号检测算法;粒子滤波算法;卡尔曼滤波 |
| 摘要： | 多波束测深技术现已广泛应用于各种海洋开发和科学研究领域，对其测深精度和可靠性要求也越来越高了。多波束测深底跟踪技术是多波束测深技术的一项必不可少的研究内容，底跟踪技术的改进也就意味着多波束测深精度的提高。 多波束测深底跟踪技术主要包括三方面内容:波束形成、信号检测算法和滤波算法。 本论文首先对多波束测深底跟踪技术的波束形成技术和信号检测算法进行了探讨。简要概述了典型的多波束测深系统构成，介绍了波束形成的一般原理和多波束测深较常用的聚焦波束形成原理;信号检测算法主要探讨了能量中心算法和WMT算法。 本论文重点研究了滤波算法，首次将粒子滤波(PF)算法引入到多波束测深底跟踪中，对粒子滤波算法基础理论进行了探讨研究;探讨研究了卡尔曼滤波(KF)算法和中值滤波算法;建立了多波束测深底跟踪状态空间模型，分别用卡尔曼滤波算法和粒子滤波算法对其进行求解，仿真分析，以验证模型的可行性，然后对大量的实验数据进行了卡尔曼滤波、中值滤波和粒子滤波算法处理。对比分析处理结果得出本文所建立的多波束测深底跟踪状态空间模型是完全正确可行的，粒子滤波算法完全可以应用到多波束测深底跟踪技术中，并且对于噪声概率分布构成较复杂（如非高斯的）的实验数据来说，用粒子滤波算法处理的滤波效果比卡尔曼滤波和中值滤波效果更佳，提高了底跟踪的准确性，有效的提升了多波束测深系统的测深精度。 |
| 作者： | 刘享明 |
| 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： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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