[发明专利]一种低复杂度的声学多普勒测流系统速度估算方法

摘要

本发明涉及一种低复杂度的声学多普勒测流系统速度估算方法。现有的基于复自相关方法的流速估算效果虽然较为理想，但该方法处理流程运算量较大，实现较为复杂，硬件资源消耗较多。本发明提出一种基于延迟共轭乘积技术的低复杂度声学多普勒测流系统速度估算方法，在保证测量性能的前提下较大程度地减少了信号处理的运算量，降低了系统的复杂度并节省了硬件资源的开销。

主权项

1. 一种低复杂度的声学多普勒测流系统速度估算方法，其特征在于该方法的具体步骤是：设声学多普勒测流系统中换能器发射的声脉冲信号的波束张角为，波长为，声脉冲信号的载波频率为，系统处理的最大多普勒频移绝对值为，一次完整的测流过程中水声换能器共发射K次声脉冲信号，K为奇数：步骤（1）对换能器阵接收到的回波信号进行采样，形成数字信号；采样频率，采样后的信号为，其中表示采样点序号，表示采样后数字序列的长度；步骤（2）对每路信号与本地频率为的同相/正交载波相乘，完成正交频谱搬移：并将频谱搬移后的信号经过-3dB带宽为的低通滤波器，得到同相基带信号和正交基带信号；步骤（3）利用基带信号进行水底跟踪判断，以确定底回波前沿数据序号；判定方法为：计算点信号的实时平均功率，取值范围是120~9600：计算从回波接收开始至当前时刻，基带信号中的实时平均功率：如果，则记录此时的值作为底回波前沿数据序号，水底跟踪成功，进入步骤（4）；否则重复步骤（3）；为功率检测系数，取值范围为1~20；步骤（4）计算第一中间变量和第二中间变量：步骤（5）计算相角：，步骤（6）根据相角计算出单次声脉冲测流获得的速度值：数值的正负代表所测速度的方向与参考方向一致或相反；步骤（7）重复步骤（1）~（6）完成K次发射声脉冲的测流过程，并对得到的K个单次测流速度值按数值大小进行单调递增排序后得到序列，最终测流速度值为这里表示取中间值处理。