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浅地层剖面仪信号采集与处理软件设计

汪小东  
【摘要】:浅地层剖面仪是一种比较常见的海洋探测设备,可为海洋地质勘测、海洋油气探测、海底掩埋管道维护、大洋科考等提供直观的海底剖面信息。本文重点对浅地层剖面仪接收端的采集处理软件进行设计。首先,在对浅剖探测技术基本原理以及浅剖探测系统发展现状进行介绍的基础上,结合浅剖探测设备的系统构成分析了使用参量阵发射和矢量水听器接收的优势所在,并根据工程应用需求明确了本文所要完成的工作。根据浅剖系统功能需求和硬件平台资源情况对本文的软件设计方案进行了论证分析,优选出适合本系统的软件实现方案。其次,对浅剖采集处理系统的控制软件进行设计,主要涉及同步信号检测模块、数据采集模块、FPGA与DSP通信模块、时变增益控制模块、网口数据传输模块,并对各部分软件模块功能进行了实现研究,并在硬件平台上进行了相关调试验证,实现了数据采集和传输功能。然后,对浅剖探测的处理算法进行了研究,重点研究了拷贝相关算法和单边波束形成算法。采取先对探测回波信号进行建模,再根据模型验证处理流程、对相应处理算法进行仿真分析的研究方案。在此基础上,在硬件平台上实时实现处理算法,同时将处理数据通过网络上传至PC机,完成了浅剖处理功能。最后,实验室联调和水池实验验证了软件设计的可靠性和正确性。


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