文档介绍：摘要基于几何原理的水声定位技术是当前水下目标导航定位的主流,本论文以长基线水下目标导航定位系统为背景,讨论了其关键技术,并阐述了无线电遥控基站硬件设计原理和机显控软件的设计方法。长基线水下且标导航定位系统兼容于同步与异步两种工作方式,采用球面交汇或双曲面交汇觳定位方法,具有精度高、跟踪范围大的优点。系统包含无线电、水声两种通信网络,其中无线电通信采用与Ⅱ际酰虿捎肂滞ㄐ欧绞健O低巢捎貌⒘W允视瞬ㄆ髯榻卸嗥德释ǖ赖男藕沤邮眨⒉捎糜伤彩逼德史讲检测器、能量检测器和鉴宽器构成的联合检测器抗干扰和串漏。无线电遥控基站是整个网络的通信枢纽,论文采用结构,选用扩频电台和接收机来进行通信和自定位。的应用降低了接口设计的复杂性和系统的硬件规模,提高了系统工作可靠性。论文的另一项主要工作是机显控软件的开发,。显控软件采用模块化设计思想,各模块由主控软件调用,方便了软件的开发、调试和维护。专家系统和抗距离模糊是软件的核心算法,本文采用举手表决和初始位置装订相结合的软件抗距离模糊算法,具有算法简单、计算量小、重跟踪等优点。关键词:长基线;水下导航定位;;;专家系统;距离模糊哈尔滨工程大学硕士学位论文
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,籇籇籈哈尔滨工程大学硕士学位论文,,瓻—篖;
,开始有了水声助航设备。在第二次世界大战中,对水下目标的探测和测量受到了重视,并在战后得到了快速的发展。但是利用水声技术对船舶和水下载体进行地理位置地坐标牟舛ǎ钡甏胖鸾シ⒄蛊鹄础辏拦J⒍俅笱应用物理实验室在达波湾建成的三维坐标跟踪水下武器靶场,在海底放置了四个间距严格测定的水听器,可以在近距离上对带有同步声信标的发射机的水下目标提供距离和方位信息。只要对各个基元的地理位置蟮刈进行精确的测量,就可以对目标在大地坐标中的位置以及运动轨迹进行测量,这种系统跟踪范围大,目标多,六十年代后期已达到广泛应用的成熟阶段,成为鱼雷靶场的主要测试设备。迄今为止,水下目标定位跟踪的主要手段仍是依赖于几何原理的水声学定位方法“’。按照接收基阵的尺寸或应答器基阵的基线长度来分类,水声定位技术可以分为长基线⒍。其中长基线和短基线系统多采用距离一距离系统,而超短基线系统多采用距离一方位系统⋯。长基线系统是经典系统,基线长度一般为数公里,由相邻三个蛩母水听器构成基阵,通过测量到达各阵元声信号的传播时间来确定目标的位置。跟踪方式有同步球面跟踪、非同步双曲面跟踪和等时自动跟踪三种。一般来说,长基线系统多是大型固定安装系统,跟踪范围可达数十甚至上百平方公里,用于大型深水靶场。其优点是在较大的范围上可以达到较高的定位精度;缺点是系统构成复杂,声线基阵庞大,费用高昂,大量的水下或海底设施造统袒哈尔滨工程大学硕士学位论文
.袒呦低成校准、布放、回收、使用和维护的极大困难。上世纪年代初,国内靶场引进了一套长基线系统,用于对目标实施精确导航及航迹测量。该系统的硬设备主要由两部分构成,包括投放于海底的水声应答器阵,以及安装于艇虼上的水声询问一接收机。引进后系统做了未蟮母脑欤⒎⒄沽诵碌恼笮涡W挤椒ǎ匆G笏婺复以规定的航路实施机动,通过询问并接收海底应答器信号,辅以母船的信息,反解出应答器的阵形数据。进入年代中期,英国究7⒊鲋悄苄虲应答器,不仅能够接受遥控指令自行测量基线,而且还配置了温盐深传感器及双轴倾斜仪,测深精度优于。在给出本地声速的同时,能够监测水下物体的斜度。与之配套的水声询问一接收机简称己揭牵ü徊寮寮吧头,可适应低频、中频、高频和超高频工作体制,分别对应不同的钡碳熬度,通道数最多路。此外,美国长基线导航定位系统的软件设计较有代表性,由声速修正模块、阵形校准模块、声定位和综合导航模块等构成。由于制定了信号标准,实际上欧洲各厂商的应答器和导航仪有较强的兼容性,可分别选购组件并根据用户的要求组合成特定的系统。从中受益的厂家,还包括、等。⋯国内比较典型的有由哈尔滨工程大学于研制的系统,系统由个水面浮标、鲋屑陶竞痛叵钥胤窒低彻钩桑⒂昀┤葜个浮标和鲋屑陶荆赏备个目标,跟踪能力可达。短基线系统是目前鱼雷靶场广泛使用的一种三维声跟踪系统,基线长度从几米到几十米。典型的短基线定位系统的水听器基阵由四个成直角坐标配置的水听器组成,通过测量声脉冲到达四个水听器的传播时间来计算出目标在基阵坐标中的位置。与长基线相比,其跟踪范围较小,但可增加基阵的数目来扩大跟踪范围。哈尔滨工程大学硕士学位论文
,在年曾叙述了一个典型系统的演变和现状”’。在此之后的技术进展不大,商品系统可由蚐购得。某些靶场的短基线系统主要用于近程目标跟踪。上个世纪年代,美国松荫角靶场设置了