本文關(guān)鍵詞：長基線水聲定位系統(tǒng)DSP平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水聲定位技術(shù)廣泛應(yīng)用于軍事和民用的各個(gè)領(lǐng)域,為海洋的開發(fā)和利用提供精確的空間位置和技術(shù)支持,是海洋科學(xué)技術(shù)的重要組成部分,隨著國家對海洋開發(fā)和海防建設(shè)的高度重視和巨大投入、聲學(xué)定位與導(dǎo)航技術(shù)迎來了新的挑戰(zhàn)和發(fā)展機(jī)遇,不斷地推動(dòng)著海洋科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。本課題來源于某基礎(chǔ)科研項(xiàng)目,項(xiàng)目研究將突破試驗(yàn)資源集成所需的多種試驗(yàn)與測試關(guān)鍵技術(shù),進(jìn)一步提高水下綜合試驗(yàn)、測試、評估的能力。本課題的主要內(nèi)容是長基線定位系統(tǒng)數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),旨在為長基線定位信號(hào)處理算法實(shí)現(xiàn)提供一個(gè)良好的平臺(tái)。長基線水聲定位系統(tǒng)是通過水聲定位技術(shù)的使用來實(shí)現(xiàn)水下合作目標(biāo)的跟蹤、定位和數(shù)據(jù)傳輸。本文的主要工作是研制出符合系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)需求的數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái),以滿足長基線水聲定位系統(tǒng)的需要,本文主要包括四個(gè)內(nèi)容:時(shí)延估計(jì)技術(shù)分析、數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)和接口電路調(diào)試;DSP軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)施;系統(tǒng)調(diào)試以及湖上試驗(yàn)。論文首先對水聲定位系統(tǒng)和實(shí)時(shí)信號(hào)處理進(jìn)行了概述,接著對長基線水聲定位原理與幾種時(shí)延估計(jì)技術(shù)進(jìn)行了對比研究,分析了幾種主要的定位方式及解算方法。在分析了設(shè)計(jì)需求的基礎(chǔ)上提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思想,確定了長基線水聲定位系統(tǒng)DSP平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案。數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái)的設(shè)計(jì)上,平臺(tái)的數(shù)據(jù)處理中心是兩片浮點(diǎn)DSP處理器ADSP-TS201S,用一片F(xiàn)PGA主持邏輯控制,FPGA有非常豐富的I/O資源,連接和控制非常靈活,方便相關(guān)軟件的隨時(shí)升級和更改,用通用異步接收發(fā)射芯片MAX3491實(shí)現(xiàn)DSP與PC機(jī)的通信,利用并行接口模式的模數(shù)轉(zhuǎn)換器完成信號(hào)采樣。本文比較詳細(xì)的介紹了數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái)接口電路的設(shè)計(jì)和功能。DSP軟件采用C語言編寫,在該硬件平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、信號(hào)實(shí)時(shí)檢測、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、時(shí)延估計(jì)等功能。最后,系統(tǒng)進(jìn)行了水池實(shí)驗(yàn)和撫仙湖湖上定位試驗(yàn),驗(yàn)證了定位算法的可行性,同時(shí)考核了系統(tǒng)軟硬件的穩(wěn)定性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】：長基線 DSP平臺(tái) 時(shí)延估計(jì)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB565
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 課題背景與意義11
• 1.2 水聲定位系統(tǒng)發(fā)展概述11-13
• 1.2.1 長基線定位系統(tǒng)12
• 1.2.2 短基線定位系統(tǒng)12
• 1.2.3 超短基線定位系統(tǒng)12-13
• 1.3 實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理概述13-14
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容和目的14-15
• 第二章 長基線定位基本理論與DSP平臺(tái)方案設(shè)計(jì)15-26
• 2.1 長基線定位系統(tǒng)工作原理15-18
• 2.1.1 同步線性算法15-17
• 2.1.2 同步非線性算法17-18
• 2.2 時(shí)延估計(jì)技術(shù)18-23
• 2.2.1 互相關(guān)法18-19
• 2.2.2 相位譜法19-20
• 2.2.3 廣義互相關(guān)法20-21
• 2.2.4 參量模型法21
• 2.2.5 自適應(yīng)時(shí)延估計(jì)法21-23
• 2.3 DSP平臺(tái)方案設(shè)計(jì)23-25
• 2.3.1 處理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24
• 2.3.2 FPGA芯片的引入24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 DSP平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)26-44
• 3.1 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26
• 3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊26-28
• 3.2.1 電路設(shè)計(jì)26-27
• 3.2.2 功能實(shí)現(xiàn)27-28
• 3.3 串.通信模塊28-29
• 3.4 WDT監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)29-30
• 3.5 FPGA邏輯控制模塊設(shè)計(jì)30-35
• 3.5.1 FPGA芯片選型30-31
• 3.5.2 FPGA開發(fā)流程31-32
• 3.5.3 優(yōu)化FPGA功耗的設(shè)計(jì)32-34
• 3.5.4 邏輯控制模塊設(shè)計(jì)說明34-35
• 3.6 DSP信號(hào)處理模塊設(shè)計(jì)35-39
• 3.6.1 DSP選型35-36
• 3.6.2 基于TS201的系統(tǒng)設(shè)計(jì)36-38
• 3.6.3 兩個(gè)DSP之間的通信38-39
• 3.6.4 DSP1和DSP2的聯(lián)合調(diào)試39
• 3.7 電源模塊設(shè)計(jì)39-41
• 3.7.1 電源濾波40-41
• 3.7.2 瞬態(tài)干擾的抑制41
• 3.8 印制電路板的抗干擾設(shè)計(jì)41-43
• 3.8.1 布線規(guī)則41-42
• 3.8.2 地線設(shè)計(jì)42-43
• 3.9 DSP平臺(tái)硬件43
• 3.10 本章小結(jié)43-44
• 第四章 DSP平臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)44-61
• 4.1 DSP軟件設(shè)計(jì)語言44-49
• 4.1.1 C語言設(shè)計(jì)框架44
• 4.1.2 中斷服務(wù)程序及硬件驅(qū)動(dòng)44-45
• 4.1.3 C程序優(yōu)化45-49
• 4.2 DSP程序的加載49-56
• 4.2.1 加載程序內(nèi)核與啟動(dòng)模式49
• 4.2.2 EPROM啟動(dòng)49-52
• 4.2.3 主機(jī)啟動(dòng)52-54
• 4.2.4 鏈路啟動(dòng)54-56
• 4.3 DSP程序設(shè)計(jì)56-59
• 4.3.1 信號(hào)處理軟件總框圖56-57
• 4.3.2 DSP1程序設(shè)計(jì)57-59
• 4.3.3 DSP2程序設(shè)計(jì)59
• 4.4 本章小結(jié)59-61
• 第五章 DSP平臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果61-66
• 5.1 水池功能實(shí)驗(yàn)61-64
• 5.1.1 CW脈沖檢測62-63
• 5.1.2 LFM脈沖檢測63-64
• 5.2 湖上跑船試驗(yàn)64-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 第六章 結(jié)論與展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-70

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：342848