煤炭科学技术

作者：郭继坤, 赵清, 陈司晗,

关键词：煤矿井下, 超宽带, 相位补偿, 压缩感知成像, 图像重构, 智能矿山,

基于UWB信号的井下探测成像系统中，根据Nyquist采样定理，提高发射信号的带宽以获取高分辨率，将导致大量的采样数据产生，过大的采样率将会在成像系统的硬件实现上带来很大困难。另一方面，在实际成像过程中，成像数据的完整性决定了最后成像结果的准确性，但由于存在不可避免的误差和噪声影响，以及塌方体阻碍下目标的隐蔽性，这些因素都将使得成像目标的回波数据无法满足成像要求。因此，在对目标回波进行成像处理之前，必须对回波数据进行处理，通过相关算法使回波数据满足理想的成像模型，最后聚焦方位向回波信息得到目标成像结果。为了提高穿透塌方体遮蔽目标成像的分辨率，并解决超宽带信号穿透塌方体成像得到方位向回波数据不足的问题，通过对传统的压缩感知成像算法进行分析介绍，结合井下具体成像环境，提出一种基于相位误差估计的CS成像算法对回波数据进行补偿。该算法的核心思想就是通过对回波数据计算得到相位误差，首先对回波信号的稀疏性进行验证，并构建目标信号的测量矩阵，利用CS成像算法对回波数据重构的同时对数据进行补偿，通过反复迭代误差估计，逐渐提高回波数据量和成像的质量。最后通过不同场景的仿真试验，验证所提算法在回波数据补偿问题上的有效性。

来源：2020年第1期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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