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基于距离-多普勒算法的分层介质掩埋目标成像修正方法

蒋浩崧 李梅

蒋浩崧, 李梅. 基于距离-多普勒算法的分层介质掩埋目标成像修正方法[J]. 水下无人系统学报, 2026, 34(3): 1-6 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2026-0043
引用本文: 蒋浩崧, 李梅. 基于距离-多普勒算法的分层介质掩埋目标成像修正方法[J]. 水下无人系统学报, 2026, 34(3): 1-6 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2026-0043
JIANG Haosong, LI mei. A Correction Method for Imaging Buried Targets in Layered Media Based on the Range-Doppler Algorithm[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2026-0043
Citation: JIANG Haosong, LI mei. A Correction Method for Imaging Buried Targets in Layered Media Based on the Range-Doppler Algorithm[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2026-0043

基于距离-多普勒算法的分层介质掩埋目标成像修正方法

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2026-0043
详细信息
    作者简介:

    蒋浩崧(2000-), 男, 在读硕士, 主要研究方向为水声工程

  • 中图分类号: TJ630; U666.7

A Correction Method for Imaging Buried Targets in Layered Media Based on the Range-Doppler Algorithm

  • 摘要: 合成孔径成像算法一般都是基于均匀介质假设, 在探测海底掩埋目标时, 因声波穿过介质界面时发生折射, 导致成像散焦与定位误差。针对该问题, 文中提出了一种适用于分层介质成像的参数修正算法。首先, 构建了海水-沉积层折射传播模型, 基于斯涅尔定律推导了双程传播时延表达式, 设计了沉积层声速与掩埋深度的联合估计方法; 其次, 将该分层模型嵌入距离-多普勒(R-D)算法, 重新推导并修正了多普勒调频率与距离徙动校正量的解析式; 最后, 通过数值仿真对比了算法修正前后在不同掩埋深度下的成像效果。结果表明, 修正后的算法能有效矫正因折射引起的距离向定位偏差, 改善航迹向聚焦性能, 验证了所提修正算法的有效性。

     

  • 图  1  LF-SAS探测掩埋目标的声传播模型

    Figure  1.  Acoustic propagation model for low frequency synthetic aperture sonar detection of buried targets

    图  2  分层介质R-D算法处理流程

    Figure  2.  Processing flow of R-D algorithm for layered media

    图  3  回波信号匹配滤波成像

    Figure  3.  Echo signal matched filter imaging

    图  4  不同模型下的距离徙动矫正

    Figure  4.  Range migration correction under different modelsange cell migration correction under different models

    图  5  不同模型下R-D算法成像

    Figure  5.  Imaging results of the R-D algorithm under different models

    图  6  不同模型下R-D算法成像目标切片

    Figure  6.  Target slice images using the R-D algorithm under different models

    表  1  R-D算法在不同介质模型下的成像质量评估

    Table  1.   Image quality evaluation of R-D algorithm in different media models

    掩埋
    深度/m
    PSLR均匀
    介质/dB
    PSLR分层
    介质/dB
    ISLR均匀
    介质/dB
    ISLR分层
    介质/dB
    1 −15.95 −16.15 −9.64 −9.74
    2 −15.65 −16.07 −9.59 −9.70
    3 −15.33 −16.04 −9.17 −9.63
    4 −14.91 −16.03 −8.83 −9.60
    5 −14.20 −15.96 −8.52 −9.48
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出版历程
  • 收稿日期:  2026-03-05
  • 修回日期:  2026-05-12
  • 录用日期:  2026-05-13
  • 网络出版日期:  2026-05-27
图(6) / 表(1)

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