1、海底礦產(chǎn)資源、海洋地質(zhì)、水下工程地質(zhì)、海洋漁業(yè)、水下通信等領(lǐng)域的研究都需要采用有效的工具和方法對海底特征信息進行全面了解。多波束測深系統(tǒng)作為一種海底寬覆蓋高精度水深測量設備，除水深測量之外，在海底地貌測量、底質(zhì)分類等領(lǐng)域也被廣泛應用。反向散射強度和信號包絡概率分布這兩個特征量在利用多波束測深系統(tǒng)探測海底聲學特性中發(fā)揮重要作用，因此，本文對這兩特征參量進行理論與試驗研究，主要完成如下內(nèi)容： (1)引入Jackson散射模型研究高頻

2、海底聲散射問題，通過數(shù)值仿真分析掠射角、沉積物類型、頻率、聲速、海底環(huán)境聲學參數(shù)等因素變化對海底反向散射強度的影響。 (2)對兩種混響包絡概率分布模型(瑞利分布模型和K分布模型)進行理論分析，并對文中所采用的K分布參數(shù)估計方法及其估計性能進行分析。重點完成多波束海底混響的仿真，使各基元接收的仿真信號包絡服從K分布，并采用物理意義明確的Jackson散射模型計算反向散射強度的貢獻。最后，從波形、包絡概率密度分布、時間相關(guān)性及頻譜特

3、性四個方面對仿真信號進行檢驗。 (3)對仿真的多波束混響信號進行多波束形成處理，估計各波束方向信號包絡的概率分布，并分析入射角、散射元個數(shù)對其分布參數(shù)的影響。從處理結(jié)果看出，信號包絡分布特性近似于K分布，且分布參數(shù)隨入射角、散射元個數(shù)的改變而變化。 (4)介紹了由多波束測深系統(tǒng)數(shù)據(jù)提取反向散射強度的方法，并由湖試數(shù)據(jù)得到隨角度變化的反向散射強度值，且將其與理論模型進行比較分析；對湖試數(shù)據(jù)進行多波束形成處理，估計各波束方向