【摘要】：本文針對(duì)聲學(xué)多普勒流速剖面儀(簡(jiǎn)稱ADCP)多模式、多應(yīng)用場(chǎng)景的需求,提出了組合式ADCP的概念,并在基于TMS320C6678的多核并行平臺(tái)上設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了具有高實(shí)時(shí)性與高可擴(kuò)展性的組合式ADCP信號(hào)處理系統(tǒng)。具體工作如下:1.根據(jù)ADCP的基本原理與實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的難點(diǎn),分析總結(jié)了 ADCP信號(hào)與數(shù)據(jù)處理的規(guī)律。概括起來(lái)主要有兩點(diǎn):高實(shí)時(shí)性要求與瞬時(shí)計(jì)算量的矛盾;控制流程復(fù)雜、計(jì)算參數(shù)多變。所以,可并發(fā)、高瞬時(shí)計(jì)算能力的ADCP信號(hào)處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求迫切。2.分析并總結(jié)了傳統(tǒng)ADCP的共性和特性,提出了基于多種發(fā)射信號(hào)組合、多種測(cè)流方式組合以及多種處理算法組合的寬場(chǎng)景適應(yīng)性的組合式ADCP。3.在對(duì)回波處理流程進(jìn)行功能分解并模塊化的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于流水線思想的回波處理流程,較串行處理方式成倍提高了回波信號(hào)處理流程的處理速度。提出了基于單波束測(cè)流分段并行計(jì)算和多波束測(cè)流分波束并行計(jì)算的組合式ADCP并行化測(cè)流計(jì)算方法。與串行計(jì)算方式相比成倍提高了處理速度。4.基于TMS320C6678多核處理器,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了組合式ADCP信號(hào)處理硬件系統(tǒng)。采用模塊化多線程的軟件設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)了多核多線程ADCP并行處理,并具有良好的可擴(kuò)展性。系統(tǒng)完成后進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室水池實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性。
【圖文】：

主要有艦載式、坐底式、懸浮式、拖曳式、手持式等；從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)上分，有只讀和自容逡逑兩種方式；而從測(cè)量頻率上分，有幾十千赫茲到幾兆赫茲的多種設(shè)備以應(yīng)對(duì)不同的測(cè)量逡逑范圍和測(cè)量精度的要求。如圖１－１所示，市場(chǎng)上存在著各式各樣的ＡＤＣＰ產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)對(duì)逡逑ＡＤＣＰ幾十年的研宄以及隨著各產(chǎn)品生產(chǎn)公司的發(fā)展，國(guó)外對(duì)多普勒測(cè)流技術(shù)的研宄和逡逑應(yīng)用正在不斷細(xì)化，針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景的研宄也更加深入細(xì)致。在實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)中也開(kāi)逡逑始應(yīng)用并行計(jì)算平臺(tái)，但針對(duì)寬應(yīng)用場(chǎng)景的組合式ＡＤＣＰ的研宄仍存在不足。逡逑＿〕ｉ邋焌＃逡逑圖１－１各式各樣的ＡＤＣＰ產(chǎn)品逡逑我國(guó)對(duì)ＡＤＣＰ的研究相對(duì)較早，，早在１９７２年，國(guó)家海洋局海洋技術(shù)研究所就首先逡逑開(kāi)始了船載多普勒測(cè)流技術(shù)的立題研究［３］。并先后在１９７５年進(jìn)行了原理性實(shí)驗(yàn)和在１９７８逡逑年進(jìn)行了過(guò)零檢測(cè)技術(shù)的樣機(jī)試驗(yàn)，最終于１９８３年在青島海區(qū)完成了脈沖鎖相技術(shù)的逡逑整機(jī)海試，且獲得了一定效果。隨后從１９８７年開(kāi)始我國(guó)就開(kāi)始進(jìn)行自相關(guān)技術(shù)在測(cè)量逡逑剖面流速方面的應(yīng)用研宄，并于１９９０年在海上實(shí)驗(yàn)中取得了比較好的結(jié)果［４］。逡逑“十五”期間

當(dāng)海水或河水流動(dòng)時(shí)，這些散射體也會(huì)隨同水流以相同的速度流動(dòng)。假如發(fā)射一串逡逑特定聲波到水中時(shí)，信號(hào)源和這些散射體之間存在著相對(duì)運(yùn)動(dòng)，那么觀測(cè)者接收到的回逡逑波就會(huì)因?yàn)槎嗥绽招?yīng)而被展寬或壓縮，信號(hào)的頻率將發(fā)生變化［１２１。如圖２－１所示，當(dāng)逡逑散射體對(duì)入射聲波發(fā)生散射作用時(shí)，換能器收到的信號(hào)會(huì)因?yàn)閾Q能器和散射體之間的相逡逑對(duì)運(yùn)動(dòng)而被展寬或壓縮。逡逑散射顆粒逡逑——邐發(fā)射信號(hào)邐＿邐、逡逑d療麇危村義希桑�，．辶x仙⑸淇帕Ｎ危村義鮮詹⒎瓷溴義�？邋？邋？辶x鮮盞椒村危垮�？辶x稀∩湫藕佩

本文編號(hào)：2605309