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超音速子弹声源定位系统设计

刘蒙  
【摘要】:在现代城市作战中,因为狙击手具有隐蔽性好、独立性高、战法灵活等特点,能够以最小的代价对对方军队造成最大的威胁,所以及时、准确地发现敌方狙击手,对于保护我方士兵有着重要的意义。 声源定位技术具有功耗低、实时性高、便于小型化等优点,在反狙击探测系统中应用广泛。本文针对基于声达时间差的超音速子弹声源定位技术进行研究。 现代狙击步枪子弹在激发的瞬间会在枪口产生爆轰波,激发后弹丸以超音速在空气中飞行,会在子弹的周围形成“N”形波。本文研究了基于爆轰波和“N”形波信号声达时间差的声源定位方法;根据这两种信号不同的特点,探讨了基于互相关的爆轰波到达声传感器阵列中各声传感器的时延估计方法,提出了基于模拟信号处理器的“N”形波到达各声传感器的时延估计方法。 在硬件系统设计中,采用十六位超低功耗微芯片MSP430x5xx作为控制器,实现了基于FLASH的定位记录存储功能;设计实现了键盘和LCD显示模块,以表盘的形式显示定位信息,用户可以对以往定位记录进行查看并可对系统进行设置;设计实现了实时时钟模块,为系统提供日期和时间信息;设计实现了系统的温度传感器模块,实时测量定位系统所处环境的温度,利用测得的温度对声速进行补偿,提高定位精度。 在论文的最后对提出的爆轰波和“N”形波时延估计算法进行了仿真测试,并对仿真结果进行了分析。仿真结果显示,提出的爆轰波和“N”形波时延估计方法能够实现比较准确的时延估计。


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