[发明专利]一种基于ADCP测流信号的TVC曲线精确设置方法

说明书

本发明公开了一种基于ADCP测流信号的TVC曲线精确设置方法。采用的方法如下：首先通过混响参数反演得到精确的混响参数数值；再根据传播距离、混响参数数值计算，以补偿传播总损失为原则，初步得到该接收时刻TVC放大倍数；最后根据分辨力选择离散时刻点，得到不同接收时刻点传播损失，进而得到此点TVC放大倍数，进行放大倍数修正后拟合获得TVC电压控制曲线。本发明具有直观、简介明了、易操作、针对性强的特点，可以克服目前混响参数取经验数值无法精确设置TVC曲线的问题，提高设备的精度。

技术领域

本发明涉及一种基于ADCP测流信号的TVC曲线精确设置方法，适用于不同环境条件下精确TVC曲线的设置。

背景技术

信号在海水中传播，会由于声吸收和声扩展等因素不可避免的产生衰减。传播距离越大，衰减越大，最终到达换能器的接收信号能量越小，对应的信号幅值就越小，增加了信号处理的难度。因此，在实际信号预处理中，采用TVC曲线放大的方式，使得不同距离处的回波信号幅值保持在一定范围，进一步减小信号后处理的难度。

声呐方程可以推导计算出不同距离处的回波信号强度，进而计算出不同距离所对应的接收时刻TVC曲线的放大倍数。因此TVC曲线参数的设置与声呐方程有着很大联系。

现有技术中声呐方程参数数值以经验参数为准，如体积散射强度S_V，海水介质的吸收系数a。在ADCP实际使用过程中，经过的水域不同，参数的数值也应不同；同一片水域的测量，时间季节不同，参数数值也应不同。采用经验参数无法精确的设置TVC曲线公式。因此造成了TVC曲线参数设置不准确的问题, 进而影响设备精度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种基于ADCP测流信号的TVC曲线精确设置方法，以期解决目前混响参数取经验数值无法精确设置 TVC曲线的问题，进而提高设备的精确度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于ADCP测流信号的TVC曲线精确设置方法，其包括如下步骤：

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；RL为接收换能器上的真实回声信号声级；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。

作为优选，所述精确混响参数的反演方法为：