张羽， 王朋， 刘纪元， 钟荣兴， 韦琳哲， 迟骋

(1.中国科学院 声学研究所， 北京 100190； 2.中国科学院 先进水下信息技术重点实验室， 北京 100190；3.中国科学院大学， 北京 100049)

0 引言

合成孔径声纳(SAS)是一种高分辨率成像声纳，其原理是利用小孔径基阵沿方位向匀速直线运动、形成一个虚拟的大孔径，对虚拟大孔径内的回波解耦进行匹配滤波处理，从而得到不随距离变化而仅与基阵尺寸相关的方位向高分辨率。SAS实现高分辨率成像的关键是平台沿着理想直线航迹做匀速运动，但在实际工作中，海浪、暗涌或自身运动不稳定等因素会影响声纳平台的航行轨迹，导致其产生运动误差。运动误差会造成声纳成像结果出现畸变、散焦、重影等现象，降低图像质量。因此，需要对运动误差进行补偿[1]。运动补偿按照运动误差数据源的不同，分为基于运动测量系统的运动补偿、基于回波数据的运动补偿和图像域自聚焦。基于运动测量系统的运动补偿是利用安装在声纳平台的高精度运动传感器测量并记录声纳的姿态、速度等信息，通过坐标转换、积分等运算获得声纳的运动轨迹，从而得到运动误差。其中，运动测量系统通常包括惯性导航系统(INS)、多普勒测速仪(DVL)、全球定位系统(GPS)和深度计等。基于回波数据的运动补偿是对前后两帧回波信号做相关运算，利用相关系数反演出运动误差，称为基于重叠相位中心(DPC)算法。图像域自聚焦则是在图像域提取相位误差并将其消除[2-3]。

近年来，国内的SAS运动补偿研究主要沿着运动测量系统和回波数据两个方面分别展开。……