本文關鍵詞：ADCP瞬時徑向流速測量技術研究

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【摘要】：ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler,聲學多普勒流速剖面儀)是一種利用水聲多普勒原理進行工作的測速聲吶,主要用來遙測較大范圍內(nèi)的海流速度,在河流測驗中起著極其重要的作用�；贏DCP所進行的水聲多普勒測流技術研究具有廣闊的應用前景,并且促進了信號處理、水聲換能器設計、水聲物理等學科相關技術的發(fā)展與成熟。本文的主要工作是對ADCP流速測量的主要關鍵技術進行分析研究,并針對目前ADCP存在的測速模糊問題提出了兩種解模糊方法。具體內(nèi)容如下：1.介紹了ADCP流速測量的主要關鍵技術。介紹了多普勒測速原理和4波束Janus結(jié)構(gòu)的換能器配置：分析了多普勒測流技術的分層原理,主要包括單元層厚的確定、時間窗的選擇、接收時刻的確定、單元層內(nèi)散射體的貢獻情況等。2.基于復自相關算法進行多普勒頻率估計,對窄帶和寬帶方式的測流性能進行仿真,窄帶非相干測流方式主要受到信噪比、發(fā)射信號載頻、采樣頻率和脈沖寬度的影響；窄帶相干測流方式主要受到信噪比、發(fā)射信號載頻、脈沖延時和單個測量周期脈沖個數(shù)的影響；寬帶測流方式主要受到信噪比、發(fā)射信號載頻、深度單元層厚、碼片寬度和編碼階數(shù)的影響。3.研究了窄帶相干和寬帶測流方式中存在的“距離-速度模糊”現(xiàn)象,提出了通過改變脈沖延時和脈沖發(fā)射頻率來改善測速模糊問題的兩種方法,使得窄帶相干測流方式和寬帶測流方式的最大可測徑向流速有所提高,并且通過仿真實驗驗證了這兩種方法的性能。4.在艾睿合眾達公司的開發(fā)板SEED-DEC138環(huán)境下進行寬帶測流方式的DSP算法實現(xiàn),實驗結(jié)果與MATLAB中對實際回波信號的處理結(jié)果相近,表明該系統(tǒng)能夠滿足ADCP測流的基本性能要求。
【關鍵詞】：ADCP 復自相關 非相干 相干 寬帶
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH766
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-12
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究概況9-10
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容10-12
• 第二章 ADCP流速測量原理12-36
• 2.1 多普勒流速測量原理12-13
• 2.2 ADCP結(jié)構(gòu)形態(tài)—換能器設置13-14
• 2.3 分層原理14-16
• 2.4 ADCP頻率估計算法研究16-22
• 2.4.1 估計算法簡述16-17
• 2.4.2 基于復自相關算法的頻率估計方法17-22
• 2.5 ADCP分層測流方式22-34
• 2.5.1 窄帶測流方式22-28
• 2.5.1.1 單頻脈沖信號22-24
• 2.5.1.2 非相干測流方式24-26
• 2.5.1.3 相干測流方式26-28
• 2.5.2 寬帶測流方式28-34
• 2.5.2.1 二進制編碼調(diào)相信號28-32
• 2.5.2.2 寬帶相干測流方式32-34
• 2.6 本章小結(jié)34-36
• 第三章 ADCP測流方式性能研究36-48
• 3.1 窄帶測流方式性能仿真36-44
• 3.1.1 非相干測流方式性能仿真36-39
• 3.1.1.1 分層測流性能仿真36-38
• 3.1.1.2 影響非相干測流方式的因素38-39
• 3.1.2 相干測流方式性能仿真39-44
• 3.1.2.1 分層測流性能仿真39-42
• 3.1.2.2 影響相干測流方式的因素42-44
• 3.2 寬帶測流方式性能仿真44-46
• 3.3 本章小結(jié)46-48
• 第四章 基于脈沖延時和頻率的解模糊方法48-59
• 4.1 測速模糊48-49
• 4.2 基于脈沖延時的解模糊方法49-52
• 4.2.1 原理簡述與推導49-50
• 4.2.2 仿真實驗及結(jié)果50-52
• 4.2.2.1 基于脈沖延時的窄帶相干測流方式解模糊仿真50-51
• 4.2.2.2 基于脈沖延時的寬帶測流方式解模糊仿真51-52
• 4.3 基于脈沖頻率的解模糊方法52-57
• 4.3.1 原理簡述與推導52-53
• 4.3.2 仿真實驗及結(jié)果53-57
• 4.3.2.1 基于脈沖頻率的窄帶相干測流方式解模糊仿真53-55
• 4.3.2.2 基于脈沖頻率的寬帶測流方式解模糊仿真55-57
• 4.4 本章小結(jié)57-59
• 第五章 基于OMAPL138的寬帶測流方式實現(xiàn)59-67
• 5.1 實驗系統(tǒng)簡介59-63
• 5.2 實驗結(jié)果及分析63-66
• 5.3 本章小節(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 研究總結(jié)67-68
• 6.2 研究展望68-69
• 致謝69-71
• 參考文獻71-74

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