隨著人類在海洋探索方面的不斷深入以及水下技術(shù)的日漸發(fā)展,海洋綜合實(shí)力的提升已成為各國軍事力量的集中體現(xiàn)。目前,水下實(shí)時定位系統(tǒng)已在軍事領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,通過水下定位技術(shù)可以獲取水下目標(biāo)的實(shí)時位置數(shù)據(jù),再通過安裝在目標(biāo)頂點(diǎn)上的多個信標(biāo)獲取到的位置信息求解出目標(biāo)的方位姿態(tài),進(jìn)而分析其運(yùn)動軌跡狀態(tài)。本文從系統(tǒng)的整體架構(gòu)出發(fā),設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了一套用于水下目標(biāo)實(shí)時定位與姿態(tài)測量的系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠通過時延估計、同步定位方法對水下運(yùn)動目標(biāo)每隔半秒進(jìn)行一次實(shí)時定位,并利用前一步獲取的安裝在目標(biāo)不同位置上的信標(biāo)的位置信息對方位姿態(tài)進(jìn)行解算,最終將目標(biāo)的定位及姿態(tài)信息實(shí)時地傳輸?shù)缴衔粰C(jī)并進(jìn)行顯示。論文主要包括定位與姿態(tài)測量系統(tǒng)的架構(gòu)、軟件和算法的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)以及系統(tǒng)仿真和水池試驗(yàn),具體如下。1)系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計與實(shí)現(xiàn):首先提出定位與姿態(tài)測量系統(tǒng)的整體設(shè)計方案,其中包括系統(tǒng)的方案、模型及架構(gòu)設(shè)計。然后介紹了組成系統(tǒng)的各個硬件模塊,如:信號的發(fā)射、接收、處理單元,水聲換能器基陣和水聽器陣列等。此外,還包括自主開發(fā)的集成信號發(fā)射、接收和處理功能的PCB底板,并對其參數(shù)、設(shè)計思想和設(shè)計方案做了詳細(xì)介紹。2)系統(tǒng)軟件設(shè)計與... 

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外水下定位技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 論文研究的主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)
第2章 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
    2.1 整體方案設(shè)計
        2.1.1 定位系統(tǒng)介紹
        2.1.2 系統(tǒng)方案設(shè)計
    2.2 硬件模塊設(shè)計
        2.2.1 信號發(fā)射模塊
        2.2.2 信號采集模塊
        2.2.3 信號處理模塊
        2.2.4 集成開發(fā)模塊
        2.2.5 方位姿態(tài)儀模塊
        2.2.6 液位儀測深模塊
    2.3 本章小結(jié)
第3章 系統(tǒng)軟件設(shè)計
    3.1 內(nèi)核啟動配置
    3.2 接口資源介紹
        3.2.1 串行外設(shè)接口
        3.2.2 外部存儲器接口
        3.2.3 可編程實(shí)時單元子系統(tǒng)
    3.3 驅(qū)動程序設(shè)計
        3.3.1 信號的發(fā)射
        3.3.2 信號的采集
        3.3.3 信號傳輸優(yōu)化
    3.4 本章小結(jié)
第4章 系統(tǒng)算法設(shè)計
    4.1 信號濾波
        4.1.1 FIR濾波器的原理
        4.1.2 窗函數(shù)法設(shè)計原理
        4.1.3 帶通濾波器的設(shè)計
    4.2 定位原理
        4.2.1 同步定位方法
        4.2.2 同步定位時的距離模糊問題
        4.2.3 非同步定位方法
    4.3 時延測量
        4.3.1 包絡(luò)檢測法
        4.3.2 基于改進(jìn)線性調(diào)頻Z變換的二次相關(guān)時延估計
    4.4 非線性方程的求解
        4.4.1 牛頓迭代法
        4.4.2 線性化方程組
    4.5 空間方位姿態(tài)的解算
    4.6 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)仿真和水池試驗(yàn)
    5.1 仿真設(shè)計
    5.2 水池試驗(yàn)
        5.2.1 實(shí)驗(yàn)前期的準(zhǔn)備工作
        5.2.2 水池試驗(yàn)的設(shè)計方案
        5.2.3 試驗(yàn)結(jié)果及誤差分析
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]便攜式數(shù)字存儲示波器[J]. 唐林海,黃睿釗,楊露.  電腦迷. 2017(02)
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[5]某型軍用運(yùn)輸車輛振動系統(tǒng)頻響函數(shù)矩陣估計的研究[J]. 段云龍,韓保紅,閆璐,齊京禮,閆慶華.  實(shí)驗(yàn)力學(xué). 2011(04)
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[8]回顧過去 展望未來——中國海洋科技發(fā)展50年[J]. 孫志輝.  海洋開發(fā)與管理. 2006(05)
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博士論文
[1]基于魚雷報警聲納的目標(biāo)識別技術(shù)基礎(chǔ)研究[D]. 楊春.哈爾濱工程大學(xué) 2005

碩士論文
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[2]水下目標(biāo)被動定位系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 焦小濤.西安工業(yè)大學(xué) 2013
[3]基于多普勒效應(yīng)的水下目標(biāo)定位技術(shù)研究[D]. 徐初杰.華南理工大學(xué) 2013
[4]盲源分離算法的研究及其在故障檢測中的應(yīng)用[D]. 王鋒.電子科技大學(xué) 2013
[5]基于DM6467T的嵌入式智能視頻分析終端設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D]. 馬瀟.西安電子科技大學(xué) 2013
[6]浮標(biāo)式短基線定位系統(tǒng)設(shè)計[D]. 劉百峰.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[7]超短基線定位系統(tǒng)接收與信號處理電路的硬件設(shè)計實(shí)現(xiàn)[D]. 呂澤政.哈爾濱工程大學(xué) 2012
[8]基于聲陣列的水下目標(biāo)定位技術(shù)研究[D]. 陳燦芬.華南理工大學(xué) 2011
[9]水下目標(biāo)定位標(biāo)校系統(tǒng)研究[D]. 陳凱.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[10]某特種運(yùn)輸車輛液壓系統(tǒng)仿真研究[D]. 曹明倫.南京理工大學(xué) 2011



本文編號：3687382