文档介绍：水声定位及遥测系统接收机设计与实现工学硕士学位论文硕士研究生:宋海岩指导教师:刘伯胜教授学位级别:工学硕士学科专业:水声工程所在单位:水声工程学院论文提交日期:年论文答辩日期:年学位授予单位:哈尔滨工程大学分类号:密级:编号:
摘要在人类对海洋进行探索和研究的工作中,水声定位与遥测技术一直是一项重要的研究内容。从目前来看,无论从海洋开发,还是从军事方面的需求出发,水下定位和遥测技术都越来越受到各个国家的重视,已成为水声领域的一个重要分支。随着人类对海洋研究开发工作的深入开展,所采用的研究手段也越来越多,例如载人深潜器、水下机器人、海底油气管线布设、摄像系统以及其它各种探测设备等等,而水下高精度的定位与遥测是实现水下安全、高效率科研和生产活动的前提与保障。本文的主要任务是针对水池实验条件,为自航模水下航行试验研制开发一套水声定位及遥测系统接收机。该接收机的主要功能包括:⒍越邮账藕沤卸嗤ǖ滥D獾骼恚⒒竦酶鹘邮胀ǖ赖氖毖蛹耙2馄德时嗦胄畔ⅲ⑿飨低衬诟鞣窒低车墓ぷ鞑⒂胂钥仄教ń涌诮惺荽洹论文首先对水声定位及遥测系统的研究进展和发展方向进行了论述,着重介绍了本系统采用的定位及遥测原理,为接收机的硬件及软件设计实现打下理论基础。其次,为接收机设计硬件工作平台,详细介绍了模拟调理板和数字接口板,其中模拟调理板包括放大,增益控制,滤波等几个部分;数字接口板包括单片机殖】杀喑堂耪罅衅骷:以及它们之间的连接设计。第三,对接收机的软件设计进行了研究,使接收机的功能得以完善。最后,介绍了该系统的实验及其结果。关键词:定位遥测;接收机;硬件及软件设计哈尔滨痛笱妒з⒙畚
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作者┳:痕批哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献等的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。日期:口目年拢日
⒄水声定位与通信技术是现代科学技术发展的重要成果,在现代工业、军事和民用等各个领域有着广泛的应用,它的出现极大地推动了水声技术的发展。由于经济上,科学上和军事上的发展需要,水声定位与通信技术的重要迄今为止,声波是人们发现的在水介质中传播损失最小,传播距离最远为配合水下自航模实验,本课题组研制开发了一套水声定位及遥测系统。与在无限空间中通过电磁波进行定位及遥测相比,在有限的浅水刚性壁水池中通过声波对某一水下目标进行定位及遥测,在解决方法上有很大不同。尤其是声速和带宽,极大地限制了通信速率。本系统的设计应用环境为一浅水达信号相互叠加干扰,使遥测译码的误码率增大。上述问题如处理不当会极大地降低系统的可靠性,所以必须设计针对此水池专用的声纳发射、接收系统,编制专用的检测、控制程序,并优化编码译码方案,使系统合理化、实水声定位是利用声学测距和测向原理确定水下目标在由几个参考基元所组成的坐标系中的相对位置。利用水声定位技术可以高精度、高速度、连续、自动地显示出水下物体的位置,这对于研究水下航行器、水下工作系统以及传统上,根据声学定位系统的基线长度,将定位系统分为三种类型吲:性也日益提高。的信息载体,所以利用水声技术对水下目标进行定位通信在军事和民用方面都有着不可替代的地位。目前,许多国家已投入大量人力物力进行不同水声环境下水声定位与通信系统的研制开发,满足各种应用的需要。刚性壁非消声水池,水池四壁和水面对水声信号的反射强烈,反射信号与直用化。本论文的研究就是基于此孕育而生的。水面工作船所处的状态等都是很必要的¨长基线定位系统,、短基线定位系统哈尔滨薮笱妒宦畚,
、超短基线定位系统,长基线定位系统需要在海底布设鲆陨系幕#槌珊5锥ㄎ换螅被测目标一般位于基阵之内,利用测量水下被测目标声源到各个基元的时间差,解算目标的方位和距离。其优点是定位精度与水深无关,定位覆盖面积大,作用距离远,在较大的范围上可以达到较高的相对定位精度,几公里的定位误差可能控制在米以内;缺点是系统构成复杂,基阵布放费用高昂,校正和回收工作量大,并且耗费大量的时间酢拦鶶公司系列的长基线定位系统,该系列产品可矿石开采、海难救援等等。中频段型工作水深ㄎ痪ǘ佼者,具有自动校准功能,整个系统在超过淖饔梅段诳梢源锏郊厘米的定位精度。此长基线定位系统因其高精度、高可靠性、数据更新率高的特点已经被广泛的应用于水下机器人、深拖系统等水下设备的导航定位。亦可船载布放。若船载布放,系统需要配备垂直参考单元⒙蘧筒慰甲晗低一般用或。短基线定位