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基于ARK-3500平台的垂直阵目标探测方法研究及软件实现

朱炜晔  
【摘要】:我国海洋的安全问题已经成为一个重要的课题,目标探测更是其中重要的组成部分之一。最新的声呐系统一般采用多个水听器的组合形成水听器基阵以及更有效率的信号处理方法来实现对目标的探测,垂直阵更是因其布放、回收方便和易于大规模实现的特点,在水声工程项目中被更为广泛地应用。本论文基于水声光纤垂直阵,软件平台基于ARK-3500工控机,软件具体包括:基于ARK-3500平台的软件框架搭建,数据流控制与信息交互;基于相移波束形成方法的目标俯仰角测量;基于小数时延波束形成方法的时域波束形成实现及线谱检测等。论文阐述了基于垂直阵背景的相移和时延波束形成,根据实际阵列进行仿真研究,在低采样率下,波束输出会发生畸变,进一步阐述了多种小数时延波束形成的方法和仿真研究对比。论文还有关于水声目标探测过程中常见的LOFAR谱分析和DEMON谱分析,给出了自主检测目标算法软件的思路流程。论文最后一章主要是目标探测算法的软件实现,在LINUX系统平台上用C语言实现,软件包括采用多进程技术软件框架、目标探测算法模块、基于UDP协议的网络通信模块和与上位机通信的RS232串口模块和采集姿态传感器的RS485串口模块。最后通过外场实验验证了该软件的性能,可以完成目标的探测并满足项目指标要求。


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