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《哈尔滨工程大学》 2003年
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无线电水声浮标阵多目标跟踪定位系统

殷冬梅  
【摘要】: 水声定位系统在海洋科学领域应用广泛,但原有系统大多或设备庞大、操作复杂,或定位范围小、精度低,很难真正下满足使用需求。声学、信号处理理论逐步成熟;电子技术,如DSP、DGPS技术的发展,为我们提供了开发更先进的定位系统的可能。 本论文的主要工作包括水下多目标跟踪系统的总体设计研究与实现,浮标中嵌入式DGPS接收机的使用和海上无线通信系统的搭建,最后通过实验验证系统的工作性能。 系统的总体结构设计是决定一个系统性能好坏的关键因素。本系统由船载显控分系统、中继站和浮标三大部分组成,其中浮标式结构的提出是系统设计的独特之处,使系统可以实现大范围、高精度的目标跟踪定位。文中介绍了整个系统的设计模式,声信号检测与估计的手段,定位解算的方式,并且对浮标电子平台、基站综合处理机的软、硬件实现及主控软件的模块化设计也进行了论述。 根据定位原理,除了测量目标的声学信息外,必须得到浮标的位置信息。DGPS技术使这一问题迎刃而解,将DGPS接收机嵌入浮标的电子平台内,就可以动态获得浮标的精确位置。此外,系统的各节点需要同步工作,而DGPS接收机此时同样起到了重要的作用,其输出的秒脉冲(1PPS)信号使系统只利用一个普通的时钟就实现了高精度的同步。本文介绍DGPS的使用及同步过程。 各浮标的数据汇总到主控计算机,由主控机对数据进行综合、解算才能最终得到目标的位置。本系统以无线微波扩频通信的方式实现浮标与主控机的数据交换。无线通信分系统是一个由浮标、中继站、基站综合处理机组成的无线局域网,工作于2.4GHz频段,最高通信速率可达1Mbps。这种无线数字微波通信系统很少在海上使用,这对我们也是一种挑战。本文对选用的收发信机的特点及通信的实现方法作了说明,并结合本系统的实际工作特点设 哈尔滨工程大学博士学位论文 计了通信协议。通信距离是系统设计时需重点考虑的问题之一,通过理论分 析、仿真和海上拉距的实验结果,证实所设计的通信系统可以达到15km的通 信距离(基站与浮标间),这也是保证系统跟踪范围的一个重要依据。 最后,本文对系统的湖试、海试作了介绍,系统的各项优良陛能在实验 中得到了充分的体现。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:U666.7

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【引证文献】
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4 陈晓昭;陈建峰;王绪虎;张群飞;;矢量水听器工程局限性剖析[J];声学技术;2012年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
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1 范波;多途信道下的水下目标模拟器显控软件设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
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【参考文献】
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【同被引文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
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