[发明专利]一种水声信号数据处理方法及系统

说明书

本发明公开一种水声信号数据处理方法及系统，包括：S1、电机处于关闭状态，采集若干组无电机干扰下的水声信号，得到模板数据；S2、开启电机，采集有电机干扰下的水声信号，得到干扰数据；S3、将干扰数据与模板数据做互相关处理，得到第一处理序列，并对第一处理序列进行归一化；S4、将干扰数据与模板数据做相位相关处理，得到第二处理序列，并对第二处理序列进行归一化；S5、将第一处理序列和第二处理序列相乘，得到第三序列；S6、设定阈值，判断第三序列的幅度是否超过阈值的位置和幅度；判断为超过时，则为有效水声信号的到时；判断为不超过时，则返回S2，重复操作。本发明为海底螺旋桨强干扰下的水声信号提供一种可靠检测方法。

技术领域

本发明属于海洋油气勘探技术领域，具体涉及一种水声信号数据处理方法及系统。

背景技术

公开号为CN111812694A的中国专利公开了一种长基线船载定位装置及其定位方法，该船载定位装置包括水声通讯模块和数据处理模块，其中数据处理模块用于对水声通讯模块接收到的应答信号进行解算，获取定位基阵或海底应答设备的位置信息。该专利避免了船体位置误差带来的不良影响，提高了定位精度的同时，并提高了船载定位装置的集成度和兼容性。该专利中的海底应答设备为一种有动力的海洋油气资源探测装置，即海底飞行节点，其实质为海底节点（Ocean Bottom Node,简称OBN）与水下航行器AUV相结合。在实际海试作业时，需要将预设位置输入给海底飞行节点，并在海底飞行节点下沉过程中，边定位边运动，从而到达预定海底位置坐底，再进行海底地震信号的采集。然而，为了保证海底飞行节点运动的灵活机动性，其水下螺旋桨的功率往往较大，工作电流较高，在海底飞行节点进行水下运动和定位时，其水下螺旋桨的大电流驱动信号会严重影响其水声定位接收信号的信噪比，从而影响海底飞行节点的实时定位精度。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的不足，提出了一种适用于海底飞行节点驱动水下螺旋桨干扰下的水声信号可靠的到时检测方法及系统。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种水声信号数据处理方法，包括以下步骤：

S1、电机处于关闭状态，采集若干组无电机干扰下的水声信号，得到模板数据；

S2、开启电机，采集有电机干扰下的水声信号，得到干扰数据；

S3、将所述干扰数据与所述模板数据做互相关处理，得到第一处理序列，并对所述第一处理序列进行归一化；

S4、将所述干扰数据与所述模板数据做相位相关处理，得到第二处理序列，并对所述第二处理序列进行归一化；

S5、将归一化后的所述第一处理序列和归一化后的所述第二处理序列相乘，得到第三序列；

S6、设定阈值，判断所述第三序列的幅度是否超过所述阈值的位置和幅度；判断为超过时，则为有效水声信号的到时；判断为不超过时，则返回S2，重复操作。

可选地，S1中得到所述模板数据的方法包括：

以设定的采样频率采集若干无电机干扰下的水声信号，将若干组无电机干扰下的水声信号叠加求和再取平均，得到所述模板数据。

可选地，S3中所述互相关处理包括：

式中， R（k）表示第一处理序列， xn_i表示干扰数据的第 i个样点值， xt_i+k表示模板数据的第 i+k个样点值。