[01059786]海洋调查多波束测量技术与应用

海底地形是军民海洋活动的主要基础信息，多波束测深技术是海洋地形调查最重要的手段，是海洋强国控制的核心技术。国内多波束测量市场为国外厂商所控制，发展多波束测量技术是建设海洋强国的战略需要。多波束测深精度由于受信号传播特性和声速变化等因素制约，一直没有大的突破。在国家863计划多个项目支持下，项目组解决了多波束测深精度提升、声速剖面快速同步反演等世界性技术难题，研制的HY1621便携式多波束测深仪打破了国外技术垄断。 主要创新成果如下：1)独创了声传播模型与多波束测量数据联合的声速剖面快速反演技术，在国际上首次实现了走航式声速及水温剖面声学测量，为水文调查提供了全新高效的技术手段。利用多波束测深存在的冗余信息及低自由度参量表征技术，通过序贯滤波优化算法联合估计声速剖面和海底深度参数，实现了大范围海域水体声速和水温参数快速、有效、走航式测量，颠覆了传统需要锚定、逐点测量的低效方法。2)发明了估计-检测-模型一体化处理的多波束测深方法，解决了边缘波束精度下降的难题，显著提升了测深精度在整个测绘条带内的一致性。提出近场聚焦处理与远场常规处理相结合的波束形成方法，提高了波束测向和测点定位精度；提出波束域多指向的基于旋转不变技术的信号参数估计方法，解决了边缘倾斜波束测深精度下降问题；提出的高分辨力底检测算法适用于任意形状的声传感器阵列。3)突破了高性能小体积处理平台技术，开发的多波束测深系统满足工程应用需要，打破了国外对中国多波束测量设备市场的控制。设计的新型滤波器一次性完成与信号匹配的低通滤波、内插延时和相位旋转，实现延时波束形成；提出联合时延补偿方法，减小了宽带波束形成计算量。发明的高速数据传输技术实现193Mbit/s传输速率，解决了多通道数据实时传输瓶颈问题。经浙江省信号处理学会组织院士专家鉴定：研制的多波束测深仪，整体技术达到国际先进水平，为打破国外对中国的多波束测深技术垄断做出了重要贡献。提出的多波束声速剖面反演技术，为中国原创性的海洋调查仪器开发提供了技术示范。 获发明专利四项，实现专利100万元转让。发表SCI、EI论文21篇；培养硕士生9人，博士生8人。新增产值4343.06万元，新增税收239.36万元，新增利润360.57万元。产品在2016年“里斯本丸”号沉船调查、2017年“潘家口水库遇难潜水员”搜寻中发挥了重要作用。