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宽带多波束剖面声纳实时数据处理在DSP上的实现

邓敬贤  
【摘要】: 近年来随着海洋开发和水下探测需求的日益增加,高分辨率剖面声呐的研究越来越受到重视。剖面声呐可以广泛用于海洋地质测量、考古学研究、管道定位、浅海海底沉积层分类、探矿等。不同用途以及不同工作环境对剖面声呐的频率、功率和作用距离的要求各有不同。 目前,世界上现有的剖面声呐主要以浅地层剖面声呐为主,多采用宽带调频发射信号,通过对接收到的信号进行脉冲压缩处理,使介质分层分辨率只与发射信号的带宽有关,这样的LFM技术较好地解决了穿透能力与分辨率的矛盾。因此,可以通过增加扫频信号的带宽以获得精细的距离分辨率。然而对于剖面声呐的数据处理系统而言,多采用数字式延时求和波束形成,相关处理等算法进行处理。高的距离分辨率,势必要求剖面声呐的这些算法具有工作频率高、数据吞吐量和计算量庞大的特点。 结合上述的原理,本文主要完成宽带多波束剖面声呐的软件设计,其内容为:主控板进行命令控制和数据传送,处理板把从采集板上传送上来的数据进行处理,完成波束形成、相关、脉冲压缩、滤波等算法的并行实现。在实际的设计过程中,针对剖面声呐系统的硬件特点,进行相应的任务划分,设计出相应的流程图。按照预先设计好的流程,对各模块的算法进行逐一实现。同时,针对两片并行的TMS320DM642的硬件结构特点和计算特点,对软件算法进行优化。给出了具体的优化方法和效果。最后试验结果证明,软件优化效果明显,系统工作稳定可靠。


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