合成孔径声纳利用小孔径基阵在方位向移动合成虚拟大孔径，通过对回波数据进行相干处理，获得高分辨率的成像结果。其特点是方位向理论分辨率不与目标距离成正比，仅与基阵孔径有关。合成孔径声纳大测绘带成像研究具有迫切的应用需求，在地形地貌测绘、水下考古、沉船沉物打捞、水雷探测和识别等应用中有一定的辅助作用。　　合成孔径声纳大范围成像包含两层含义，一是增大单条带的测绘带宽度，二是对成像结果进行拼接。增大测绘带宽度对信号处理模块有更高要求，尤其在要求实时成像处理时。对成像结果进行拼接，一方面可以利用地理信息，另一方面考虑到合成孔径声纳具有恒定的方位向高分辨率，还可以利用图像特征进行拼接。为了获得高分辨率的成像结果，可利用运动补偿技术进一步提高成像分辨率。　　本文正是基于上述背景，对合成孔径声纳大范围成像中的以下问题进行研究:(1)成像算法研究和实时实现;(2)运动补偿技术研究;(3)声图拼接技术研究。主要研究内容如下。　　在实时系统研究方面，分析了合成孔径声纳多种成像算法的实现原理、存储空间需求、运算速度等因素，设计实现了大测绘带高频SAS实时成像系统。系统基于集群处理机，利用MPI和OpenMP并行技术，解决了数据量大和运算量大的瓶颈，实现了实时的ωK成像模块。　　在运动补偿方面，分析了合成孔径声纳的运动误差回波模型，提出了利用方位插值和距离插值改进重叠相位中心算法(DEC)的运动补偿方法。分析了大测绘带下运动误差的斜距空变性，在此基础上提出了一种分段DPC和误差拟合的运动补偿方法。该方法将全测绘带数据划分为若干段落，对各子段分别应用DPC算法，获得误差估计样本，利用运动误差与斜距的空间变化关系，拟合声纳的横荡误差和升沉误差，最后使用这些误差估计值对回波数据在斜距上做逐点的运动补偿。　　在声图拼接方面，给出了SAS图像拼接架构。在声图预处理阶段，研究了斜距校正、亮度均衡、相干斑噪声抑制等内容，在声图配准阶段，分别研究了基于地理信息和基于图像特征的配准方法。基于图像特征的配准，利用SIFT算子计算SAS声图的特征点，利用粗匹配和基于RANSAC方法的精匹配对图像进行配准，最后对图像做插值和融合。