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被动目标定位系统中浮标实时信号处理算法实现

作　者: 李姝
导　师: 惠俊英
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 水声工程
关键词: 水声定位时延差估计直方图方位估计 TMS320C5509A DSP
分类号: TB56
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 236次
引　用: 5次
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内容摘要

水下被动定位技术一直是水声界所关注的焦点，本被动目标定位系统可以快速实时被动的测量高速目标的三维运动轨迹。该系统的水下浮标部分为四个外围浮标和一个中心浮标组成的测量阵。该论文的主要工作是该系统中浮标内部实时信号处理算法研究、实时运算软件实现和有关DSP的外设控制，他们是该系统的关键技术。本文对浮标内目标定位的各算法进行了理论研究与仿真及软件实现，包括用于目标深度测量的双阵元联合估计和“界面多途定位”算法及用于目标方位估计的直方图方位估计算法。高精度时延差测量是本系统精确定位的基础。单个矢量水听器即可通过直方图方位估计的方法进行目标方位估计，在一指定周期内测量阵中各水听器均可测量出一组估计结果，所有测量结果均经由无线电通信链传至船载系统进行数据融合判断。本系统的浮标信号处理模块包括三块DSP板，其主要算法借助于型号为TMS320VC5509A的DSP以实现。文中就以往的湖试和海试测量数据对上述算法进行了大量的软、硬件仿真和联调实验，结果证明了此信号处理算法软件的可行性与可靠性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-14
  1.1 概述  9-10
  1.2 立题背景和意义  10-13
  1.3 论文研究内容  13-14
第2章被动目标水声定位原理  14-45
  2.1 浅海水下声信道  14-17
  2.2 传感器多途测深原理  17-19
  2.3 双阵元虚源法测深原理  19-22
  2.4 双阵元时延差估计测深原理  22-31
    2.4.1 中心浮标的互相关时延估计  22-25
    2.4.2 互相关时延估计专家系统  25-27
    2.4.3 双曲面交汇被动定位算法简介  27-31
  2.5 多普勒补偿时延差估计分析  31-32
  2.6 矢量水听器目标方位估计原理  32-44
    2.6.1 矢量传感器测向原理  32-33
    2.6.2 矢量水听器的指向性  33-37
    2.6.3 矢量水听器的灵敏度与相位特性  37-38
    2.6.4 平均声强器方位估计  38-41
    2.6.5 直方图方位估计  41-43
    2.6.6 高精度测向技术的关键问题  43-44
  2.7 本章小结  44-45
第3章被动目标水声定位仿真及实验分析  45-61
  3.1 多途测深仿真结果  45-46
  3.2 各阵元直达声反射声时延差估计仿真结果及分析  46-50
  3.3 高速目标数据时延差估计结果  50-54
  3.4 双阵元时延差测量仿真结果  54-56
  3.5 单矢量水听器方位估计试验结果分析  56-60
    3.5.1 矢量水听器校准  56-59
    3.5.2 直方图方位估计  59-60
  3.6 本章小结  60-61
第4章浮标内信号处理模块软件设计  61-80
  4.1 水声信号处理系统  61-63
  4.2 水声信号处理器软件设计概述  63-65
    4.2.1 信号处理器自检  64-65
    4.2.2 工作指令的定义  65
  4.3 信号处理算法程序在DSP上的实现  65-76
    4.3.1 背景噪声功率估计  67-69
    4.3.2 时延差估计模块  69-74
    4.3.3 方位估计模块  74-76
  4.4 联调结果分析  76-79
  4.5 本章小结  79-80
结论  80-81
参考文献  81-84
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  84-85
致谢  85

被动目标定位系统中浮标实时信号处理算法实现

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