【摘要】：水聲定位與導(dǎo)航是水下目標(biāo)跟蹤的核心技術(shù)。隨著全球各個(gè)國(guó)家對(duì)海洋資源開(kāi)發(fā)和海洋權(quán)益的日益重視,水聲定位與導(dǎo)航迎來(lái)了新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇。本文針對(duì)水下測(cè)控設(shè)備組網(wǎng)模擬器軟件的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了研究,完成了水下合作目標(biāo)定位系統(tǒng)模擬軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。海洋環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜,為了盡可能的模擬真實(shí)的海洋環(huán)境。首先,基于射線聲學(xué)理論,建立了在平整界面和分層海洋介質(zhì)假設(shè)條件下的多途信道模型。建立了水下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)模型,研究了基于內(nèi)插擬合法的多普勒信號(hào)生成方法。水下合作目標(biāo)定位系統(tǒng)組成平臺(tái)龐大,為了逼真模擬系統(tǒng)完整的工作模式,在模擬軟件中增添了信號(hào)檢測(cè)與參數(shù)估計(jì)的模塊。本文首先研究了單通道Notch濾波器的原理,研究了多通道Notch濾波器的結(jié)構(gòu)特性,分別對(duì)多通道并行Notch濾波器和多通道串行Notch濾波器進(jìn)行了性能分析�；谙莶ê蜑V波功能組合使用的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想,設(shè)計(jì)和構(gòu)建了多通道自適應(yīng)Notch濾波器濾波/陷波器組,實(shí)現(xiàn)了多個(gè)單頻信號(hào)的分別提取。研究了瞬時(shí)頻率方差檢測(cè)器的原理和特性及基于瞬時(shí)頻率方差檢測(cè)器與包絡(luò)檢波、鑒寬器相結(jié)合的聯(lián)合檢測(cè)方法。水下合作目標(biāo)定位系統(tǒng)模擬軟件是基于Qt在Windows系統(tǒng)下開(kāi)發(fā)的應(yīng)用軟件。首先,根據(jù)水下測(cè)控設(shè)備組網(wǎng)系統(tǒng)中對(duì)于模擬軟件進(jìn)行了需求分析,設(shè)計(jì)并搭建了模擬軟件的整體框架�；谲浖K化的設(shè)計(jì)思想,對(duì)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)思想和實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵手段進(jìn)行了介紹。著重分析了模擬軟件中的繪圖模塊、信號(hào)生成模塊、信號(hào)檢測(cè)模塊等關(guān)鍵功能模塊的設(shè)計(jì)思想和功能實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)了具自定義搭建環(huán)境模塊、生成信號(hào)和檢測(cè)信號(hào)并傳輸數(shù)據(jù)功能的模擬軟件。為了充分的驗(yàn)證模擬軟件中的各項(xiàng)功能和軟件算法的正確性。與水下測(cè)控設(shè)備組網(wǎng)融合軟件進(jìn)行聯(lián)調(diào),驗(yàn)證模擬軟件的功能性和穩(wěn)定性。
【圖文】：

本課題來(lái)源于水下測(cè)控設(shè)備組網(wǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)由水下合作目標(biāo)定位系統(tǒng)、長(zhǎng)基線定位系統(tǒng)、被動(dòng)目標(biāo)定位系統(tǒng)和水下通信定位系統(tǒng)和目標(biāo)融合系統(tǒng)組成。圖1.1 水下測(cè)控設(shè)備組網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖根據(jù)系統(tǒng)需求，，由于原有真實(shí)的定位系統(tǒng)由多個(gè)平臺(tái)組成，系統(tǒng)正常工作需要大量的人力資源在真實(shí)的水域中進(jìn)行操作和調(diào)試，多個(gè)平臺(tái)同時(shí)配合組網(wǎng)系統(tǒng)的可實(shí)施性很小，因此，模擬軟件平臺(tái)需要盡可能真實(shí)的模擬復(fù)雜的海洋環(huán)境和信號(hào)處理平臺(tái)為融合系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。水下合作目標(biāo)定位系統(tǒng)是一個(gè)多目標(biāo)的長(zhǎng)基線水聲跟蹤定位系統(tǒng)，系統(tǒng)的主要功能是：同時(shí)對(duì)多個(gè)裝有合作信標(biāo)的水下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行精確的定位跟蹤，并實(shí)時(shí)顯示目

分的工作狀態(tài)、向其他分系統(tǒng)發(fā)送通信指令、接收各浮標(biāo)發(fā)送的脈沖信息數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)一系列算法的挑選、還原、解算，最終將目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡打印到屏幕。圖1.3 模擬軟件結(jié)構(gòu)圖
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB56

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2701216