[发明专利]一种基于ADCP测流信号的TVC曲线精确设置方法

权利要求书

1.一种基于ADCP测流信号的TVC曲线精确设置方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：对ADCP实际测流数据进行还原，得到不同传播距离处未经TVC放大的真实回声信号声级，然后以传播距离为自变量，真实回声信号声级为因变量，基于理论回波强度公式进行拟合，反演得到包括吸收损失a和体积散射强度S_V在内的精确混响参数；

S2：将步骤S1中得到的精确混响参数代入声呐方程，得到不同传播距离处的信号传播总损失计算公式，进而根据信号传播总损失得到对应距离处TVC放大倍数计算公式；

所述信号传播总损失EL的计算公式为：

其中：SL表示声源级；S_V表示体积散射强度；θ_-3dB表示换能器的-3dB束宽；L为层厚；a为吸收损失；R为传播距离；

所述TVC放大倍数TVC_放大的计算公式为：

TVC_放大＝-EL

S3：确定TVC曲线的传播距离间隔、起始变化点和终止变化点，然后设置TVC放大倍数曲线，曲线的设置方式为：在起始变化点以内不进行TVC补偿；以起始变化点为传播距离零点，在起始变化点到终止变化点之间，根据所述TVC放大倍数的计算公式计算得到不同传播距离下的TVC放大倍数，并对该段TVC放大倍数数据点进行平滑滤波；在终止变化点之后，TVC放大倍数始终保持为终止变化点位置对应的放大倍数；

S4：将S3得到的TVC放大倍数曲线转化为ADCP中的电压控制曲线。

2.如权利要求1所述的基于ADCP测流信号的TVC曲线精确设置方法，其特征在于，所述精确混响参数的反演方法为：

S11：获取由ADCP测得的不同剖面层的实际回波数据，筛选得到用于反演的有效数据；

S12：根据ADCP中内置的原始TVC放大公式对有效数据进行还原处理，得到各有效数据点未经TVC放大的真实回声信号声级；

S13：以传播距离为自变量，真实回声信号声级为因变量，根据理论回波强度公式(1)对步骤S12得到的有效数据点进行拟合，得到拟合曲线和a、A的真实值；

RL＝A-20log₁₀(R)-2aR (1)

其中：A为不随传播距离改变的定值；

S14：基于S13中获得的A值，根据公式(2)进一步计算得到体积散射强度S_V的真实值；

其中：SL表示声源级；θ_-3dB表示换能器的-3dB束宽；L为层厚。

3.根据权利要求2所述的基于ADCP测流信号的TVC曲线精确设置方法，其特征在于，所述S11中，每个剖面层中的数据需预先经过异常值剔除处理。

4.根据权利要求2所述的基于ADCP测流信号的TVC曲线精确设置方法，其特征在于，所述S11中，选择速度较平稳、不存在无效数据且层与层之间无突变的若干剖面层，用于反演。

5.根据权利要求2所述的基于ADCP测流信号的TVC曲线精确设置方法，其特征在于，所述曲线拟合采用的方法为最小二乘法。

6.根据权利要求1所述的基于ADCP测流信号的TVC曲线精确设置方法，其特征在于，所述ADCP用于走航测量时，选择一个航次的实际测流数据作为标定数据，反演得到精确混响参数。

7.根据权利要求1所述的基于ADCP测流信号的TVC曲线精确设置方法，其特征在于，所述ADCP用于定点式测量时，分别在不同的季节获取实际测流数据，反演得到不同季节的精确混响参数。

8.如权利要求1所述的基于ADCP测流信号的TVC曲线精确设置方法，其特征在于，所述的传播距离间隔根据TVC曲线分辨率设置。