本文關(guān)鍵詞：線列陣水下目標(biāo)方位距離估計(jì)算法仿真及DSP實(shí)現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：水聲定位系統(tǒng)在海洋科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,但原有系統(tǒng)大多或設(shè)備龐大、操作復(fù)雜,或定位范圍小、精度較低,隨著水聲學(xué)、信號(hào)處理理論的逐步成熟,研究開發(fā)更先進(jìn)的定位系統(tǒng)已經(jīng)成為可能。本文首先簡(jiǎn)述傳統(tǒng)的三種聲學(xué)定位系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)構(gòu)成以及各自的優(yōu)缺點(diǎn),并以市場(chǎng)典型產(chǎn)品為例說(shuō)明三種定位系統(tǒng)當(dāng)前的發(fā)展情況。以水聲定位系統(tǒng)為背景,主要是對(duì)拖曳線列陣水聲測(cè)量系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行設(shè)計(jì),系統(tǒng)檢測(cè)加裝在水下目標(biāo)上的合作聲源發(fā)射的信號(hào),估計(jì)信號(hào)的頻率、幅度、時(shí)延、脈寬等重要參數(shù),在檢測(cè)到的眾多脈沖中挑選出直達(dá)聲,利用直達(dá)聲的時(shí)延參與解算,實(shí)時(shí)估計(jì)目標(biāo)方位和距離。線列陣水下目標(biāo)方位距離估計(jì)利用水聲定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)水下目標(biāo)進(jìn)行定位。本文的主要工作是針對(duì)水下聲學(xué)試驗(yàn)的需要,利用現(xiàn)有數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)水下目標(biāo)方位距離的實(shí)時(shí)估算。具體分為兩部分內(nèi)容:算法原理的研究與Matlab仿真;DSP程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本文所采用的到達(dá)時(shí)差方法是最常用的水聲被動(dòng)定位算法之一,該算法根據(jù)到達(dá)水聽器陣列不同陣元的信號(hào)相對(duì)時(shí)延來(lái)進(jìn)行目標(biāo)方位和距離參數(shù)的估計(jì),基本原理是利用時(shí)延及雙曲交匯來(lái)定位。采用MATLAB語(yǔ)言對(duì)信號(hào)檢測(cè)與估計(jì)和定位解算算法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,并設(shè)計(jì)調(diào)試了線列陣水聲測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)處理軟件。論文設(shè)計(jì)了各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)的具體方法與軟件流程,并簡(jiǎn)要介紹了DSP芯片資源的管理與分配情況和DSP與PC的通信。仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室聯(lián)調(diào)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性與可行性。數(shù)字信號(hào)處理平臺(tái)以兩片主從結(jié)構(gòu)的ADSP-TS101為數(shù)據(jù)處理中心,應(yīng)用一片DSP完成A/D數(shù)據(jù)采集及信號(hào)的初步處理;另一片完成水下目標(biāo)信號(hào)檢測(cè)及方位距離解算。兩片TS101之間采用鏈路口連接。兩片DSP程序采用匯編語(yǔ)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(cè)、方位距離解算等功能,通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬,程序運(yùn)行良好,處理結(jié)果與理論分析相符,實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的功能需求。
【關(guān)鍵詞】：線列陣 水聲定位 數(shù)字信號(hào)處理 數(shù)字處理芯片ADSP-TS101
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB56
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究工作的背景與意義10-12
• 1.2 水聲定位技術(shù)的發(fā)展概況及現(xiàn)狀12-15
• 1.3 本論文的結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第二章 水下目標(biāo)定位原理和算法仿真17-37
• 2.1 水下目標(biāo)定位原理和方法17-23
• 2.1.1 定位原理17-21
• 2.1.2 定位方法21-23
• 2.2 算法原理及方法描述23-28
• 2.2.1 算法原理23-26
• 2.2.2 算法描述26-28
• 2.3 算法MATLAB仿真28-36
• 2.3.1 MATLAB實(shí)現(xiàn)方法28-34
• 2.3.2 誤差分析34-35
• 2.3.3 性能分析35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 信號(hào)處理平臺(tái)與DSP程序?qū)崿F(xiàn)37-57
• 3.1 信號(hào)處理平臺(tái)37-42
• 3.1.1 平臺(tái)特點(diǎn)37-40
• 3.1.2 信號(hào)采集處理板結(jié)構(gòu)40-42
• 3.2 DSP實(shí)現(xiàn)42-56
• 3.2.1 ADSP-TS101軟件開發(fā)流程42-43
• 3.2.2 DSP程序概述43-44
• 3.2.3 DSP程序功能和模塊構(gòu)成44-45
• 3.2.4 DSP程序總體工作流程45-46
• 3.2.5 主要功能模塊的設(shè)計(jì)46-56
• 3.3 本章小結(jié)56-57
• 第四章 DSP程序測(cè)試57-63
• 4.1 測(cè)試綜述57
• 4.2 A/D采集模塊功能測(cè)試57-59
• 4.3 頻率均衡模塊測(cè)試59-60
• 4.4 信號(hào)檢測(cè)模塊測(cè)試60
• 4.5 方位距離解算模塊測(cè)試60-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 第五章 全文總結(jié)與展望63-65
• 5.1 全文總結(jié)63-64
• 5.2 后續(xù)工作展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果68-69

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊家庚;陸揚(yáng);薛飛;;水下爆炸試驗(yàn)中的爆源定位方法[J];測(cè)繪科學(xué);2014年07期

2 胡安平;高銳;張建春;;水聲測(cè)距通信一體化技術(shù)分析及試驗(yàn)[J];電訊技術(shù);2014年08期

3 陳維;;GAPS超短基線聲學(xué)水下定位技術(shù)及其在海洋調(diào)查中的應(yīng)用[J];大眾科技;2014年05期

4 陳維;;導(dǎo)航定位技術(shù)及其在海洋資源調(diào)查中的應(yīng)用[J];大眾科技;2014年09期

5 鮑駿;郭愛煌;;波束成形在水聲定位中的應(yīng)用[J];電子測(cè)量技術(shù);2014年11期

6 常琬瑩;;基于GPS差分和超聲波定位的組合式水下立體定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];電子制作;2015年07期

7 張姝紅;權(quán)琳;金輝;賈則;;水下爆炸試驗(yàn)爆源定位方法研究[J];爆破;2015年02期

8 吳帥;;水聲定位模型的解析解及其仿真分析[J];測(cè)繪與空間地理信息;2015年08期

9 黃富良;黃華貴;蘇軍;;基于LabVIEW的短基線測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];艦船電子工程;2014年02期

10 吉大海;;訓(xùn)練航行體水中軌跡和姿態(tài)測(cè)量方法[J];艦船科學(xué)技術(shù);2014年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 馮海泓;黃敏燕;何海興;;水下目標(biāo)標(biāo)示與再定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)水聲學(xué)分會(huì)2013年全國(guó)水聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

2 黃敏燕;馮海泓;潘仙;劉斌;;一種改進(jìn)超短基線定位系統(tǒng)定位精度的方法[A];中國(guó)聲學(xué)學(xué)會(huì)水聲學(xué)分會(huì)2013年全國(guó)水聲學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

3 崔劍鋒;徐翔;;定位誤差評(píng)估方法概述[A];第十五屆船舶水下噪聲學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];2015年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 楊保國(guó);超短基線系統(tǒng)安裝校準(zhǔn)技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

2 楊志國(guó);馬爾可夫狀態(tài)—空間模型下的聲源定位與跟蹤[D];浙江大學(xué);2013年

3 周佳加;基于扁平UUV動(dòng)力學(xué)模型的導(dǎo)航定位與路徑跟隨控制方法研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 王沖;AUV組合導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D];江蘇科技大學(xué);2013年

2 王鵬;船舶綜合導(dǎo)航多源信息融合技術(shù)研究[D];江蘇科技大學(xué);2014年

3 劉美琪;重力匹配輔助慣性導(dǎo)航系統(tǒng)算法研究[D];北京理工大學(xué);2015年

4 王皓;高精度長(zhǎng)航時(shí)慣導(dǎo)系統(tǒng)重力擾動(dòng)補(bǔ)償方法研究[D];北京理工大學(xué);2015年

5 劉龍梅;基于災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)機(jī)器人救援的聲源定位研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：線列陣水下目標(biāo)方位距離估計(jì)算法仿真及DSP實(shí)現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：448513