收藏本站
收藏 | 论文排版

单矢量水听器水下定位通信系统设计与实现

崔英桥  
【摘要】:近年来,随着利用海洋和开发海洋的投入不断增大,自主式水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)和无人潜航器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)引起了越来越多的关注。尤其是AUV间经常采用编队协同方式进行工作,为了编队内的潜航器完成互相定位及信息交互,需设计小型的定位通信一体化声呐,专门用于水下潜航器编队间的位置获取及信息交互。首先,采用单矢量水听器进行主动定位。针对单矢量水听器的特性完成了单矢量水听器的建模,对平均声强器和复声强器的方位估计方法进行推导及分析。进行单矢量水听器方位估计误差的克拉美罗下界的分析,同时对平均声强器和复声强器的方位估计误差进行仿真,仿真结果表明,在低信噪比条件下复声强器会获得比平均声强器更高的方位估计精度。针对单矢量水听器的方位估计方法设计了包括斜距测量和姿态补偿的单矢量水听器的水声定位方法。其次,针对通信系统采用OFDM技术中关键技术的多普勒补偿问题和信道估计问题上提出了基于Chirp-Z变换的多普勒补偿方法和基于Chirp-Z变换的正交匹配追踪(OMP)信道估计方法。仿真结果表明了两种方法相对于传统方式提高了性能且降低了复杂度。同时分析了基于矢量水听器接收OFDM的两种信号联合处理方法,并且通过仿真验证了两种信号处理方式对通信系统性能的增益。然后,根据指标确定了系统各部分的参数。通过获得的参数对系统的硬件部分进行了设计,包括系统的前置放大电路、A/D采集电路、功率放大电路和系统的供电模块等。并在处理器上完成对相应部分的驱动编写,针对系统需要进行实时信号处理的要求采用了DMA的方式进行AD信号的采集和DA信号的发送。完成了对通信定位系统的流程上的软件实现和相应的算法模块实现,算法实现上给出了复声强器、基于Chirp-Z变换的多普勒补偿方式和基于Chirp-Z变换的OMP信道估计方法的具体实现过程,同时对算法在DSP实现进行了相关优化。最后,完成了对硬件系统部分的验证及测试。在信道水池对系统进行功能性测试,水池测试结果表明设备可以完成预设的功能。最后通过外场试验验证了设备的工作距离,保证了使用的相关需求。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前16条
1 李晋;王晓庆;;适用于外场环境的矢量水听器校准方法[J];无线电工程;2019年09期
2 李楠松;朴胜春;邢传玺;;单矢量水听器对海面目标高分辨定位方法研究[J];传感器与微系统;2015年02期
3 肖大为;程锦房;张景卓;;单矢量水听器多目标方位的盲估计研究[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2014年04期
4 彭博琛;马树青;陈羽;孟洲;窦平轩;;数据融合方法在矢量水听器垂直阵的应用[J];声学技术;2013年S1期
5 梁国龙;马巍;范展;王逸林;;单矢量水听器时空变换技术研究[J];兵工学报;2013年02期
6 王学志;涂英;吴克桐;蔡惠智;;应用匹配场实现单矢量水听器的三维定位[J];声学技术;2012年01期
7 程彬彬;杨士莪;;压差式矢量水听器方位估计中的干扰抵消[J];应用声学;2006年04期
8 王文龙;孙芹东;王超;韩梅;;大深度复合同振式矢量水听器设计[J];国防科技大学学报;2021年03期
9 王文龙;笪良龙;孙芹东;;用于矢量水听器的加速度敏感结构[J];振动.测试与诊断;2021年04期
10 王文龙;王超;孙芹东;张小川;;大深度同振式矢量水听器耐压结构设计[J];压力容器;2020年07期
11 王冬冬;侯明;谢攀;;中心固定组合矢量水听器结构变化形式研究[J];舰船电子工程;2020年09期
12 张小勇;尚珍珍;林嘉琦;;标矢量水听器特性对比研究[J];信息技术与信息化;2019年03期
13 王佳荣;许欣然;夏铁坚;解广亚;;一种压电单晶矢量水听器的性能建模与分析[J];压电与声光;2019年04期
14 成浩;陈洪娟;李佳桐;;矢量水听器低频绝对校准装置研究[J];声学技术;2018年03期
15 谢攀;谢志强;;可刚性固定组合矢量水听器结构设计与响应分析[J];舰船电子工程;2017年03期
16 Zhi Li;Hongjuan Chen;;矢量水听器自噪声的测量方法研究(英文)[J];Journal of Marine Science and Application;2017年03期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 侯文姝;笪良龙;孙芹东;;基于矢量水听器角度谱分析舰船噪声特征[A];2016年全国声学学术会议论文集[C];2016年
2 刘坤;刘福臣;田玲爱;孙好广;;基于姿态修正的单矢量水听器方位估计[A];浙江省信号处理学会2013学术年会论文集——信号处理在海洋[C];2013年
3 彭博琛;马树青;陈羽;孟洲;窦平轩;;数据融合方法在矢量水听器垂直阵的应用[A];中国声学学会第十届青年学术会议论文集[C];2013年
4 时胜国;杨德森;莫世奇;;单个矢量水听器对目标测向的精度分析[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年
5 姚直象;惠俊英;王德俊;蔡平;;单矢量水听器时域和频域双目标分辨能力比较[A];2004年全国水声学学术会议论文集[C];2004年
6 马莉;;基于矢量水听器的目标定向技术研究[A];湖北省声学学会成立二十周年纪念文集[C];2006年
7 牛嗣亮;张振宇;胡永明;倪明;;采用姿态修正的单矢量水听器远场测向技术[A];2008年全国声学学术会议论文集[C];2008年
8 王超;时胜国;杨博全;;基于双矢量水听器的水声材料综合声学性能参数测量方法[A];第十八届船舶水下噪声学术讨论会论文集[C];2021年
9 归宏猛;王敏慧;张睿;孙逸来;刘佳;苗士超;张亮;;一种压差式矢量水听器的研制[A];2019中国西部声学学术交流会论文集[C];2019年
10 贾广慧;陈毅;费腾;平自红;;一种基于CMWA技术的矢量水听器自由场宽带互易校准[A];2019中国西部声学学术交流会论文集[C];2019年
11 刘洪宁;何传林;杜金燕;翟林;崔浩;张超;;通过深海试验评价低频矢量水听器导流罩性能[A];2020'中国西部声学学术交流会论文集[C];2020年
12 孙芹东;王超;王文龙;张小川;;适于水下缓动无人平台的同振式矢量水听器设计与应用[A];2018年全国声学大会论文集 P声学测量与仪器 Q声学换能器 S声学教育[C];2018年
13 刘爽;蓝宇;;基于弛豫铁电单晶的夹心式矢量水听器研究[A];2019年全国声学大会论文集[C];2019年
14 彭承彦;张学亮;黄良金;路阳;楼康;;矢量水听器通道噪声有色情况下目标定向研究[A];中国声学学会2017年全国声学学术会议论文集[C];2017年
15 杨松涛;任敏;戴锡明;;喇叭结构新型矢量水听器[A];中国声学学会2017年全国声学学术会议论文集[C];2017年
16 韩梅;孙相杰;孙芹东;笪良龙;;胶囊形同振式矢量水听器性能分析[A];2014年中国声学学会全国声学学术会议论文集[C];2014年
17 陈洪娟;张虎;赵勰;;20~2000Hz矢量水听器指向性图的实验水池测量[A];2009年度全国物理声学会议论文集[C];2009年
18 孙梅;李风华;;一种矢量水听器俯仰姿态校正方法研究[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年
19 方尔正;杨德森;;一种单矢量水听器的洛依德镜浅海定位算法[A];中国声学学会2009年青年学术会议[CYCA’09]论文集[C];2009年
20 孙贵青;葛勇嘉;徐俊华;陈丹平;蔡惠智;;矢量水听器的指向性和相位特性的脉冲法测试[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 宋金龙;抑制面内振动干扰的仿生MEMS三维矢量水听器研究[D];中北大学;2019年
2 吴艳群;拖线阵用光纤矢量水听器关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 饶伟;光纤矢量水听器海底地层结构高分辨率探测关键技术研究[D];国防科学技术大学;2012年
4 吕云飞;甚低频矢量水听器潜标探测系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 程彬彬;基于二维压差式矢量水听器的方位估计研究[D];西北工业大学;2007年
6 李思纯;基于矢量水听器的目标特征提取与识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
7 张宇;基于潜标的甚低频矢量水听器被动定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2014年
8 吕文磊;压差式光纤矢量水听器基元与测试技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 燕慧超;MEMS矢量水听器信号的去噪与定向技术研究[D];中北大学;2021年
10 陈宇中;开环光纤陀螺性能改进及其在光纤矢量水听器姿态测量上的应用研究[D];国防科学技术大学;2011年
11 王鹏;基于MEMS矢量水听器阵列的声目标定向定位技术研究[D];中北大学;2013年
12 王俊;振子型光纤光栅加速度计关键技术研究[D];国防科学技术大学;2016年
13 莫世奇;矢量水听器的数据融合研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
14 付金山;基于稀疏分解理论的声矢量阵信号处理[D];哈尔滨工程大学;2012年
15 周宏坤;航空声纳浮标用矢量水听器及其悬挂技术研究[D];哈尔滨工程大学;2016年
16 时胜国;矢量水听器及其在平台上的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
17 李智;低噪声矢量水听器设计及其校准方法研究[D];哈尔滨工程大学;2017年
18 陈川;基于水下小平台的被动声探测定位技术研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
19 陈丽洁;微型矢量水听器研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
20 李楠松;浅海小尺度传感器近程被动定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 崔英桥;单矢量水听器水下定位通信系统设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2021年
2 黄裕嘉;16元矢量水听器圆周阵的研制[D];哈尔滨工程大学;2021年
3 彭策;单矢量水听器被动定位方法研究[D];哈尔滨工程大学;2014年
4 白云瑞;基于光纤矢量水听器的三相流测井关键技术研究[D];电子科技大学;2019年
5 张虹;基于增敏结构的热丝式MEMS矢量水听器研究[D];中国计量大学;2018年
6 葛浪;基于矢量水听器的目标定位方法研究[D];国防科技大学;2017年
7 代光华;基于矢量水听器的被动检测技术研究[D];国防科技大学;2017年
8 沈倪鑫;MEMS矢量水听器及其阵列应用于声呐浮标的关键技术研究[D];中北大学;2019年
9 熊翰林;同振式矢量水听器动态范围测量方法研究[D];哈尔滨工程大学;2019年
10 孙强;基于小波自适应的MEMS矢量水听器信号去噪研究[D];中北大学;2019年
11 李薇;基于联合去噪方法的MEMS矢量水听器信号去噪[D];中北大学;2019年
12 姚建丽;基于神经网络和MUSIC算法的矢量水听器的DOA估计[D];中北大学;2019年
13 徐庆达;MEMS矢量水听器的优化设计与实现[D];中北大学;2019年
14 杨沫涵;基于矢量水听器的圆形阵列信号处理方法研究[D];哈尔滨工程大学;2019年
15 秦松磊;矢量舷侧阵信号检测和目标方位估计研究[D];哈尔滨工程大学;2019年
16 韩金金;基于矢量水听器的声源定位算法研究[D];南京信息工程大学;2018年
17 王帅;固定安装式二阶声矢量水听器研究[D];哈尔滨工程大学;2018年
18 田迎泽;基于小平台的矢量阵探测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2018年
19 耿高营;单矢量水听器多目标自主探测方法研究及GPU软件实现[D];哈尔滨工程大学;2018年
20 王磊;小水箱中矢量水听器指向特性的测量[D];哈尔滨工程大学;2018年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978