本文簡(jiǎn)介：本文首先對(duì)側(cè)掃聲吶作了簡(jiǎn)單介紹，詳細(xì)可參考http://www.hyqb.sh.cn/publish/portal7/tab675/info4827.htm，其次對(duì)XTF格式進(jìn)行詳細(xì)說明，主要參照Xtf File Format_X37.pdf文檔，并貼出自己所用xtf數(shù)據(jù)畫的海底地貌圖。
一、 側(cè)掃聲吶介紹
側(cè)掃聲納左右各安裝一條換能器線陣，首先發(fā)射一個(gè)短促的聲脈沖，聲波按球面波方式向外傳播，碰到海底或水中物體會(huì)產(chǎn)生散射，其中的反向散射波（也叫回波）會(huì)按原傳播路線返回?fù)Q能器被換能器接收，經(jīng)換能器轉(zhuǎn)換成一系列電脈沖。
　 一般情況下，硬的、粗糙的、凸起的海底，回波強(qiáng)；軟的、平滑的、凹陷的海底回波弱，被遮擋的海底不產(chǎn)生回波，距離越遠(yuǎn)回波越弱。
　 利用接收機(jī)和計(jì)算機(jī)對(duì)這一脈沖串進(jìn)行處理，最后變成數(shù)字量，并顯示在顯示器上，每一次發(fā)射的回波數(shù)據(jù)顯示在顯示器的一橫線上，每一點(diǎn)顯示的位置和回波到達(dá)的時(shí)刻對(duì)應(yīng)，每一點(diǎn)的亮度和回波幅度有關(guān)。下圖是自己所用xtf數(shù)據(jù)中某一ping的回波強(qiáng)度圖。
圖1. 某一ping回波強(qiáng)度圖
將每一發(fā)射周期的接收數(shù)據(jù)一線接一線地縱向排列，顯示在顯示器上，就構(gòu)成了二維海底地貌聲圖。聲圖平面和海底平面成逐點(diǎn)映射關(guān)系，聲圖的亮度包涵了海底的特征。下圖是自己所用xtf數(shù)據(jù)最終生成的海底地貌圖。
圖2. 海底地貌圖
得到海底地貌圖之后，還可以對(duì)它進(jìn)行各種圖像處理，包括圖像銳化、浮雕功能、偽彩色處理等。
二、XTF格式解讀
側(cè)掃聲納數(shù)據(jù)的處理是獲得海底信息的重要步驟,格式轉(zhuǎn)換是數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)。現(xiàn)有的聲納數(shù)據(jù)主要有Qmips和XTF兩種文件格式,二者均為二進(jìn)制格式存儲(chǔ)。本文所研究的數(shù)據(jù)格式是XTF格式。
XTF文件格式是一種可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)格式,它的伸縮性和可擴(kuò)展性很強(qiáng),可保存聲納、航行、遙測(cè)、測(cè)深等多種類型的信息。它可以很容易地?cái)U(kuò)展成將來所遇到的不同數(shù)據(jù)類型。每個(gè)文件都包括不同的數(shù)據(jù)包,根據(jù)數(shù)據(jù)包的標(biāo)識(shí)信息識(shí)別數(shù)據(jù)包的類型。這樣可以僅讀取所需要的可認(rèn)識(shí)數(shù)據(jù)包,而跳過其它不需要或不認(rèn)識(shí)的數(shù)據(jù)包。
1.XTF文件格式：

其中，XTF文件格式數(shù)據(jù)包主要有聲納、測(cè)深、姿態(tài)和注釋四種類型。

1.1 xtf頭文件
頭文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在XTFFILEHEADER結(jié)構(gòu)體中，該結(jié)構(gòu)體中包含六條信道空間，信道數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在CHANINFO結(jié)構(gòu)體中。XTFFILEHEADER結(jié)構(gòu)體包含了該款側(cè)掃聲吶的一些基本信息，包括側(cè)掃聲吶名稱、類型，記錄軟件的名稱、版本，聲吶的通道數(shù)，當(dāng)前坐標(biāo)等等。
下圖是我的xtf數(shù)據(jù)所讀到的頭文件部分信息：

注：XTF中 ，基本的側(cè)掃聲吶有兩個(gè)channel,雙頻側(cè)掃聲吶有四個(gè)channel,一個(gè)單測(cè)深系統(tǒng)是一個(gè)channel,另外，速度傳感器、高度計(jì)或者其他一些傳感器，只要其輸出數(shù)據(jù)為單一數(shù)值（尤其通過串口傳輸），在XTF格式中，都不能算一個(gè)channel,這種類型的數(shù)值進(jìn)入系統(tǒng)并被存儲(chǔ)在XTF文件特定的區(qū)域。基本的XTF頭文件是1024字節(jié)大小，但如果channel不止六個(gè)，它的大小就會(huì)以1024字節(jié)成倍增長(zhǎng)直到滿足存放于CHANINFO結(jié)構(gòu)體中的channel。
1.2 一ping數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)

這是一個(gè)ping數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)，紅色的是我所用XTF的字節(jié)數(shù)，可以看出一個(gè)ping一共占了4484個(gè)字節(jié)。
1.2.1 XTFPINGHEADER結(jié)構(gòu)體
下面貼出部分XTFPINGHEADER結(jié)構(gòu)體的成員：

下圖是我所用xtf數(shù)據(jù)所讀到的XTFPINGHEADER部分信息：


從上圖可以看出每一ping的基本信息，包括當(dāng)前船速（單位knots），當(dāng)前的地理坐標(biāo)，每一ping的字節(jié)數(shù)，以及ping的編號(hào)等。
1.2.2 XTFPINGCHANHEADER結(jié)構(gòu)體
XTFPINGCHANHEADER結(jié)構(gòu)體顯示了通道信息，包括當(dāng)前通道是左舷還是右舷，斜距，每一ping的持續(xù)時(shí)間等等。下圖是我所用xtf數(shù)據(jù)所讀到的XTFPINGCHANHEADER部分信息：

1.2.3 ping數(shù)據(jù)讀取
此次所用XTF數(shù)據(jù)每一通道有2050bytes數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)為16位的，每?jī)蓚€(gè)字節(jié)為一個(gè)數(shù)據(jù)。算法如下：

for(int i=0;i<1025;i++) {buf[0]=(unsigned char)(*Imagery); Imagery++;//指針，指向當(dāng)前數(shù)據(jù)buf[1]=(unsigned char)(*Imagery);temp=(buf[1]<<8)|buf[0];outfile<<temp<<",";Imagery++;}

2.整個(gè)xtf文件架構(gòu)

參考：http://www.hyqb.sh.cn/publish/portal7/tab675/info4827.htm
參考文檔：Xtf File Format_X37.pdf

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的XTF格式侧扫声呐数据格式解析的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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