本文選題：拋落目標(biāo) + 水聲定位�。� 參考：《哈爾濱工程大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：水下聲學(xué)定位技術(shù)廣泛應(yīng)用于海洋資源的勘探和開發(fā)、海上搜尋和搜救等場合。影響定位精度的因素主要包括:海洋環(huán)境中的噪聲干擾、各種界面或水體產(chǎn)生的混響、由聲速梯度引起的聲線彎曲而導(dǎo)致的多途等。另外,海水的聲吸收也是影響水下定位效果的一個重要因素。為提高定位精度,需要綜合考慮定位模型、基陣陣型、信號形式以及處理方法等多方面內(nèi)容。本文的主要內(nèi)容是建立一套可實現(xiàn)拋落目標(biāo)包括入水點的水下三維運動軌跡測量的水聲短基線定位系統(tǒng)。系統(tǒng)采用同步式和非同步式兩種定位模型,以線性調(diào)頻信號作為聲源發(fā)射信號形式,利用匹配濾波技術(shù)提高接收信噪比增益,解算出目標(biāo)的水下運動軌跡。文中對球面交匯和雙曲面交匯兩種定位模型進行了詳細推導(dǎo),給出了定位方程的解算方法。在此基礎(chǔ)上,重點仿真了基陣陣型對定位精度的影響,比較了平面矩形和空間四面體兩種陣型的定位誤差仿真結(jié)果,對比結(jié)果表明空間四面體陣定位精度明顯高于平面矩形陣。系統(tǒng)設(shè)計中,選用MSP430F543x系列混合信號處理器結(jié)合nRF905型無線芯片為核心,研制出可實現(xiàn)低功耗待機、無線時鐘同步信號發(fā)射、寬帶線性調(diào)頻信號發(fā)射等功能的新型同步聲信標(biāo)。同時,選用濾波放大器、數(shù)據(jù)采集卡、TS201型DSP以及高精度授時GPS組建了位置解算單元。本文最后,通過入水點結(jié)合目標(biāo)運動速度與定位結(jié)果進行比對的方法,確認測量結(jié)果可信。并探討了利用海面海底反射信號聲程差對目標(biāo)進行定位的可行性。
[Abstract]:Underwater acoustic positioning technology is widely used in the exploration and development of marine resources, marine search and rescue and other occasions. The main factors affecting positioning accuracy include noise interference in marine environment, reverberation produced by various interfaces or water bodies, and multipath caused by sound line bending caused by sound velocity gradient. In addition, the acoustic absorption of seawater is also an important factor affecting the underwater positioning effect. In order to improve the positioning accuracy, it is necessary to consider the location model, matrix, signal form and processing methods. The main content of this paper is to establish a set of underwater acoustic short baseline positioning system which can realize the underwater 3D motion trajectory measurement including the point of entry. The system adopts synchronous and asynchronous positioning models, uses linear frequency modulation (LFM) signal as the form of sound source transmission signal, improves the SNR gain by using matched filtering technology, and solves the underwater motion trajectory of the target. In this paper, two localization models of spherical intersection and hyperboloid intersection are derived in detail, and the method of solving the positioning equation is given. On this basis, the effect of matrix array on positioning accuracy is simulated, and the simulation results of positioning error between plane rectangle and space tetrahedron are compared. The results show that the positioning accuracy of space tetrahedron array is obviously higher than that of plane rectangular array. In the system design, MSP430F543x series mixed signal processor combined with nRF905 wireless chip is used as the core to develop a new synchronous sound beacon which can realize the functions of low power consumption standby, wireless clock synchronous signal transmitting, broadband linear frequency modulation signal transmitting and so on. At the same time, the position calculation unit is constructed by using filter amplifier, data acquisition card type TS201 DSP and high precision timing GPS. Finally, by comparing the moving velocity of the target with the moving velocity of the target, it is confirmed that the measurement results are reliable. The feasibility of using acoustic range difference of sea surface reflection signal to locate target is discussed.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TB56

【參考文獻】

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本文編號：1875185