本文關(guān)鍵詞：一種新型ADCP數(shù)學(xué)模型的可行性研究

  更多相關(guān)文章： ADCP 多普勒效應(yīng) DDS 掃頻信號(hào) 頻移

【摘要】：21世紀(jì)是海洋的世紀(jì),隨著中國強(qiáng)海之路的發(fā)展,必然對海洋智能儀器提出更高的要求。而ADCP作為海洋智能儀器中的典型代表將重點(diǎn)發(fā)展。本文的研究內(nèi)容來自國家863項(xiàng)目海洋監(jiān)測技術(shù)主題“多參數(shù)海洋監(jiān)測浮標(biāo)”的子課題。本文的主要任務(wù)是驗(yàn)證了一種新的測量多普勒頻移的方法,并且對將該方法應(yīng)用到ADCP(聲學(xué)多普勒流速剖面儀)系統(tǒng)進(jìn)行測量的可行性進(jìn)行了研究,該測量方法是整個(gè)ADCP系統(tǒng)的核心。ADCP(Acoustic Doppler Current Profilers)聲學(xué)多普勒流速剖面儀是目前國際上最先進(jìn)、最流行的測量流速的設(shè)備,給水文工作者、環(huán)境保護(hù)部門、土木水利工程項(xiàng)目都帶來了很大的方便。近年來,隨著嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展,我國對聲學(xué)多普勒流速剖面儀取得了很大的成果,在實(shí)時(shí)性、快速處理方面取得了不錯(cuò)的成績;但是目前我國還沒有一款用作商業(yè)用途的ADCP,因此開發(fā)穩(wěn)定、可靠、靈活的商業(yè)用途的產(chǎn)品迫在眉睫。本文最后進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,對接收波形和理論波形進(jìn)行了對比,驗(yàn)證了論文所提出數(shù)學(xué)模型的可行性,并且分析指出本系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)和今后研究方向。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面1.分析了基于多普勒效應(yīng)的ADCP測量原理。將驗(yàn)證的測量多普勒頻移的方法應(yīng)用到ADCP系統(tǒng)中。該測量方法能夠減少水下噪聲對測量信號(hào)的影響。2.系統(tǒng)在經(jīng)過理論驗(yàn)證之后給出了系統(tǒng)建模的方法,并且驗(yàn)證了這個(gè)新型ADCP系統(tǒng)的可行性和可靠性。該數(shù)學(xué)模型簡化了電路設(shè)計(jì),提高了后續(xù)電路處理的靈活性。3.發(fā)射電路的設(shè)計(jì)。發(fā)射電路采用了DDS(直接數(shù)字合成)技術(shù),該技術(shù)可以產(chǎn)生復(fù)雜頻率的掃頻信號(hào),方便精確控制步進(jìn)頻率和步進(jìn)頻率的掃描時(shí)間,滿足本文對發(fā)射信號(hào)的要求。4.接收電路設(shè)計(jì)。接收電路采用了一個(gè)復(fù)雜的集成諧振電路,這樣簡化了電路結(jié)構(gòu),更重要的是這種緊湊的結(jié)構(gòu)能夠提高信號(hào)的信噪比。
【關(guān)鍵詞】：ADCP 多普勒效應(yīng) DDS 掃頻信號(hào) 頻移
【學(xué)位授予單位】：中國海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P716
【目錄】：

• 摘要5-6
• abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 ADCP系統(tǒng)的作用和研究意義10-11
• 1.2 ADCP技術(shù)的發(fā)展和國內(nèi)外研究狀況11-15
• 1.2.1 ADCP技術(shù)的發(fā)展11
• 1.2.2 國外研究情況11-14
• 1.2.3 國內(nèi)研究情況14-15
• 1.3 ADCP分類15-19
• 1.3.1 底座式ADCP16-17
• 1.3.2 懸浮式ADCP17
• 1.3.3 走航式ADCP17-18
• 1.3.4 拖曳式ADCP18
• 1.3.5 橫向固定安裝的ADCP18-19
• 1.4 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)19
• 1.5 本章小結(jié)19-20
• 第2章 ADCP的測量原理及坐標(biāo)變換20-36
• 2.1 聲學(xué)測速原理20
• 2.2 ADCP的測量原理---多普勒效應(yīng)20-27
• 2.2.1 超聲波傳感器的原理23-24
• 2.2.2 ADCP的分層原理24-26
• 2.2.3 波束傾斜角度和流速剖面之間的關(guān)系26-27
• 2.4 ADCP系統(tǒng)測流的局限性27-28
• 2.5 ADCP坐標(biāo)變換28-32
• 2.5.1 波束坐標(biāo)到儀器坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換28-30
• 2.5.2 儀器坐標(biāo)到大地坐標(biāo)的變換30-32
• 2.5.3 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換過程中的誤差分析32
• 2.6 水下噪聲與聲波傳播損耗32-34
• 2.6.1 水下噪聲32-33
• 2.6.2 聲波傳播損耗33-34
• 2.7 多徑效應(yīng)34
• 2.8 本章小結(jié)34-36
• 第3章 ADCP系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立36-43
• 3.1 ADCP系統(tǒng)發(fā)射信號(hào)設(shè)計(jì)36-37
• 3.2 接收信號(hào)分析與處理37-39
• 3.2.1 自相關(guān)函數(shù)37-38
• 3.2.2 數(shù)學(xué)模型的參數(shù)校準(zhǔn)38-39
• 3.3 散射體距離和流速的計(jì)算39-41
• 3.3.1 散射體距離的計(jì)算39-40
• 3.3.2 散射體速度的計(jì)算40-41
• 3.4 超聲波傳播速度的校正41-42
• 3.4.1 影響超聲波水下傳播速度的因素41-42
• 3.4.2 超聲波速度的校正42
• 3.5 本章小節(jié)42-43
• 第4章 ADCP系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)電路設(shè)計(jì)43-55
• 4.1 ADCP系統(tǒng)的組成43
• 4.2 傳感器的選型43-44
• 4.3 發(fā)射電路設(shè)計(jì)44-47
• 4.3.1 DDS的基本原理44-45
• 4.3.2 基于DDS技術(shù)的AD9959的功能45-46
• 4.3.3 發(fā)射電路流程圖設(shè)計(jì)46-47
• 4.4 接收電路設(shè)計(jì)47-51
• 4.4.1 接收電路設(shè)計(jì)流程圖47-48
• 4.4.2 一個(gè)通道的接收電路設(shè)計(jì)48-49
• 4.4.3 自相關(guān)解調(diào)電路設(shè)計(jì)49-50
• 4.4.4 接收電路的參數(shù)校準(zhǔn)50-51
• 4.5 AD采樣原理分析51-52
• 4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果52-54
• 4.7 本章小結(jié)54-55
• 第5章 總結(jié)與展望55-57
• 5.1 本文的主要作用和貢獻(xiàn)55
• 5.2 展望和研究55-57
• 參考文獻(xiàn)57-59
• 致謝59-60
• 個(gè)人簡歷60-61
• 碩士期間發(fā)表的論文61

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙勝凱;王志芳;;ADCP基本原理及應(yīng)用[J];河北水利;2007年11期

2 相文璽;楊錦坤;趙昕;;ADCP測量數(shù)據(jù)深度值的正確解析[J];海洋通報(bào);2012年01期

3 馬力;寬帶“相控陣”式多普勒海流剖面儀（ADCP）[J];海洋技術(shù);1995年01期

4 張鎖平,周長興;60m船用多功能ADCP懸浮沙濃度測量及比測數(shù)據(jù)分析[J];海洋技術(shù);2001年01期

5 趙新智;;淺談ADCP的工作原理及應(yīng)用[J];河南水利;2004年05期

6 王業(yè)英,胡明,卜賢暉;利用H-ADCP實(shí)現(xiàn)二河閘流量自動(dòng)監(jiān)測的可行性分析[J];水利水文自動(dòng)化;2004年01期

7 韓友平,黃雙喜,魏進(jìn)春;ADCP在長江內(nèi)河流量比測試驗(yàn)與精度研究[J];水利水文自動(dòng)化;2005年03期

8 王健,劉易娜,于昌江,張崇棟,劉保強(qiáng),李清林;ADCP誤差分析及誤差調(diào)整方法探討[J];水利水文自動(dòng)化;2005年03期

9 蔣建平,李樹明;ADCP在泥沙擴(kuò)散測驗(yàn)中的應(yīng)用[J];水利水文自動(dòng)化;2005年03期

10 袁占軍;左超;劉曉華;;ADCP在淺水低流速條件下的應(yīng)用[J];水利電力機(jī)械;2005年06期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王華;李樹明;香天元;;走航式ADCP測驗(yàn)中的常見錯(cuò)誤分析[A];2013年度江蘇省測繪學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2013年

2 李崇勇;;龍川水文站H-ADCP比測和率定分析[A];中國水利學(xué)會(huì)第四屆青年科技論壇論文集[C];2008年

3 包波;彭暢;彭萬兵;;寸灘水文站ADCP流量測驗(yàn)精度及適應(yīng)性試驗(yàn)研究[A];重慶市水利學(xué)會(huì)“加快城市防洪抗旱減災(zāi)體系建設(shè)”專題研討會(huì)論文匯編[C];2012年

4 焦永強(qiáng);閆世虎;張偉;李太春;;基于HYPACK MAX的ADCP測量應(yīng)用技術(shù)[A];華東地區(qū)第十次測繪學(xué)術(shù)交流大會(huì)論文集[C];2007年

5 焦永強(qiáng);閆世虎;張偉;李太春;;基于HYPACK MAX的ADCP測量應(yīng)用技術(shù)[A];2007'全國測繪科技信息交流會(huì)暨信息網(wǎng)成立30周年慶典論文集[C];2007年

6 簡波;;ADCP的引進(jìn)及在長江航道水文測驗(yàn)中的應(yīng)用[A];中國測繪學(xué)會(huì)九屆四次理事會(huì)暨2008年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

7 高大魯;華鋒;范斌;盧燕;;膠州灣口走航ADCP測流數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析[A];中國海洋湖沼學(xué)會(huì)水文氣象分會(huì)、中國海洋湖沼學(xué)會(huì)潮汐及海平面專業(yè)委員會(huì)、中國海洋湖沼學(xué)會(huì)計(jì)算海洋物理專業(yè)委員會(huì)、山東（暨青島市）海洋湖沼學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2007年

8 高大魯;華鋒;范斌;盧燕;;膠州灣口走航ADCP測流數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析[A];中國海洋湖沼學(xué)會(huì)第九次全國會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)研討會(huì)論文摘要匯編[C];2007年

9 吳建榮;唐洪沛;周躍年;葉建紅;;ADCP流量測驗(yàn)精度分析[A];江蘇省測繪學(xué)會(huì)2009年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

10 趙恩來;;ADCP在河道流量測驗(yàn)中存在的問題與對策[A];科技創(chuàng)新與現(xiàn)代水利——2007年水利青年科技論壇論文集[C];2007年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 本報(bào)記者 賈婧;讓災(zāi)難變得可以預(yù)防[N];科技日報(bào);2005年

2 林恢勇;現(xiàn)代河流流量測量技術(shù)[N];中國水利報(bào);2003年

3 本報(bào)通訊員 陳義進(jìn);江西水文:當(dāng)好江河守護(hù)神[N];中國水利報(bào);2014年

4 杜明崗;西霞院水文站研制平衡架減少測流誤差[N];黃河報(bào);2010年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 杜耀東;現(xiàn)代測流測沙技術(shù)研究與應(yīng)用[D];武漢大學(xué);2012年

2 鄭威;基于ADCP測流的方向譜估計(jì)技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2013年

3 朱昊;基于軟件無線電的數(shù)字ADCP信號(hào)處理系統(tǒng)的研究[D];天津大學(xué);2005年

4 于東生;基于ADCP的長江口水沙運(yùn)動(dòng)分析及三維水流數(shù)學(xué)模型[D];河海大學(xué);2005年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳玉尚;一種新型ADCP數(shù)學(xué)模型的可行性研究[D];中國海洋大學(xué);2015年

2 范錚華;ADCP瞬時(shí)徑向流速測量技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2015年

3 鄭琨;數(shù)字ADCP的優(yōu)化設(shè)計(jì)及研究[D];天津大學(xué);2007年

4 黃獎(jiǎng);走航ADCP觀測資料的潮流分離方法及其應(yīng)用[D];國家海洋局第三海洋研究所;2009年

5 李屹璐;嵌入式ADCP系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與信號(hào)優(yōu)化[D];大連理工大學(xué);2007年

6 崔欣梅;臺(tái)灣海峽夏季走航ADCP資料的濾潮處理[D];中國海洋大學(xué);2011年

7 周小林;基于OMAP的ADCP系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];石家莊鐵道大學(xué);2015年

8 王正軍;RS100ADCP系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];四川大學(xué);2004年

9 候俊馬;基于編碼驅(qū)動(dòng)的聲學(xué)多普勒海流剖面儀實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的研究[D];華北電力大學(xué);2015年

10 呂大偉;數(shù)字ADCP中央控制模塊的改進(jìn)研究[D];天津大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：571065