水下合作目标定位系统模拟软件的设计与实现

发布时间：2020-06-07 09:34

【摘要】：水声定位与导航是水下目标跟踪的核心技术。随着全球各个国家对海洋资源开发和海洋权益的日益重视,水声定位与导航迎来了新的挑战和发展机遇。本文针对水下测控设备组网模拟器软件的相关问题进行了研究,完成了水下合作目标定位系统模拟软件的设计与实现。海洋环境错综复杂,为了尽可能的模拟真实的海洋环境。首先,基于射线声学理论,建立了在平整界面和分层海洋介质假设条件下的多途信道模型。建立了水下运动目标模型,研究了基于内插拟合法的多普勒信号生成方法。水下合作目标定位系统组成平台庞大,为了逼真模拟系统完整的工作模式,在模拟软件中增添了信号检测与参数估计的模块。本文首先研究了单通道Notch滤波器的原理,研究了多通道Notch滤波器的结构特性,分别对多通道并行Notch滤波器和多通道串行Notch滤波器进行了性能分析。基于陷波和滤波功能组合使用的结构的设计思想,设计和构建了多通道自适应Notch滤波器滤波/陷波器组,实现了多个单频信号的分别提取。研究了瞬时频率方差检测器的原理和特性及基于瞬时频率方差检测器与包络检波、鉴宽器相结合的联合检测方法。水下合作目标定位系统模拟软件是基于Qt在Windows系统下开发的应用软件。首先,根据水下测控设备组网系统中对于模拟软件进行了需求分析,设计并搭建了模拟软件的整体框架。基于软件模块化的设计思想,对各个模块的设计思想和实现关键手段进行了介绍。着重分析了模拟软件中的绘图模块、信号生成模块、信号检测模块等关键功能模块的设计思想和功能实现。实现了具自定义搭建环境模块、生成信号和检测信号并传输数据功能的模拟软件。为了充分的验证模拟软件中的各项功能和软件算法的正确性。与水下测控设备组网融合软件进行联调,验证模拟软件的功能性和稳定性。
【图文】：

系统结构图,测控设备,组网,系统结构图

本课题来源于水下测控设备组网系统，系统由水下合作目标定位系统、长基线定位系统、被动目标定位系统和水下通信定位系统和目标融合系统组成。图1.1 水下测控设备组网系统结构图根据系统需求，，由于原有真实的定位系统由多个平台组成，系统正常工作需要大量的人力资源在真实的水域中进行操作和调试，多个平台同时配合组网系统的可实施性很小，因此，模拟软件平台需要尽可能真实的模拟复杂的海洋环境和信号处理平台为融合系统提供数据。水下合作目标定位系统是一个多目标的长基线水声跟踪定位系统，系统的主要功能是：同时对多个装有合作信标的水下运动目标进行精确的定位跟踪，并实时显示目

通信指令,信息数据,浮标,分系统

分的工作状态、向其他分系统发送通信指令、接收各浮标发送的脉冲信息数据，经过一系列算法的挑选、还原、解算，最终将目标的运动轨迹打印到屏幕。图1.3 模拟软件结构图
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB56

【参考文献】