相控多普勒测速算法研究
发布时间：2020-12-29 19:18
水声技术、应用电子技术、激光技术、遥感技术等现代化仪器已经成为海洋观测仪器的发展主流。为了了解海洋,科学家们发现必须让仪器进入海洋的特定部分才能完成相应的实验。近年来,可用的海洋观测工具范围已经扩大到包括载人型水下航行器、水下遥控车辆、无人型水下航行器和水下拖曳机器人。水下航行器上会安装声学多普勒流速剖面仪辅助水下导航定位工作。本文以声学多普勒流速剖面仪应用为背景,对相控声学多普勒流速剖面仪的测速技术进行研究。本论文的主要内容包括以下几个方面:1、比较了三种目标速度测量方法,重点分析了使用多普勒测速法对水层流速进行测量的过程。分析了相控阵的发射信号波束形成和接收信号波束形成方式,并通过理论分析得到发射过程和接收过程需要在阵元间插入的相移值,仿真了发射信号的波束指向性和接收信号的波束指向性。2、对比了Barker码和m序列的相关性,比较两种编码序列的优缺点。分析了重复编码信号的频谱特性、相关特性,介绍了编码形式与参数选取规则,分析了分层所依据的公式以及信号脉宽和水深的关系,仿真了信号脉宽与水深间的影响。3、针对测速算法部分,主要研究了离散傅立叶变换算法和脉冲对算法,对这两种算法的基本公式...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自治式水下航行器根据应用范围差别可分成声学多普勒测速仪（AcousticDopplerVelocity，DVL）和
速公式由来进行推导。观察者的相对运动引起的频率的实际变化称为多普勒频移。c = f λ声速。质中移动，无论声源是否移动，在水中的速度c 都是恒定不一个常数。当观察者接收到较短的波长时，由公式(2-1)可知高。同样的，当观察者接收到较长的波长时，由公式(2-1)可较低。多普勒效应不仅发生在声音上，而且发生在观察者和上。位于静止源两侧的两个静止观测者 X 和 Y。每个观察者听到率就是静止源产生的频率。一个固定源以恒定频率sf 发出声 。两个观测者 X 和 Y 是静止的，观察者分别观察到的频率
图 2.5 静止观察者和以恒定速度移动的源利用波长等于速度乘以周期，周期等于频率的倒数，我们可以推导出观察到的频0 sλ = λ+ Δ x(20 s s scT = cT + v T(20s ss s sc c v c vf f f f+= + = (20 ssvf fv v = + (2现在考虑一个以恒定速度sv 运动的源，向静止观察者 Y 运动，如图 2.5 所示，由测到的波长为0 s s s sλ = λ Δ x = λ v T。同样，利用波长等于速度乘以周期，周期是频倒数，可以推导出观察到的频率0 sλ = λ Δx (2
【参考文献】：
期刊论文
[1]声学多普勒流速剖面仪宽带信号形式的研究[J]. 王媛媛. 科学技术创新. 2018(10)
[2]宽带相控阵ADCP技术的发展及应用[J]. 李冬,刘雷,张永合. 港口经济. 2017(07)
[3]海流计发展现状与发展趋势展望[J]. 宋大雷,周相建,陈朝晖,周丽芹,郑金明. 船海工程. 2017(01)
[4]相控阵ADCP编码信号相移波束形成[J]. 李鹏飞,彭东立. 声学技术. 2015(06)
[5]声学多普勒海流计的近期发展综述[J]. 刘长乐,刘有刚,尹训强. 科技视界. 2015(26)
[6]宽带多普勒声呐回波模型及特性研究[J]. 黄雄飞,苑秉成. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2012(01)
[7]相关测速声呐时空相关函数模型改进研究[J]. 易卉芹,陈龙,王长红. 声学学报. 2011(05)
[8]宽带多普勒技术中模糊速度处理方法改进[J]. 马海涛,彭东立,王华亮,许伟杰. 声学学报. 2011(02)
[9]宽带多普勒计程仪速度解模糊方法研究[J]. 黄雄飞,苑秉成,林伟. 仪器仪表学报. 2010(08)
[10]利用声相关流速剖面仪观测深水散射层[J]. 龚丽辉,冯雷,王长红,蒯多杰,汪玉玲,邱薇,曹建光. 声学技术. 2008(06)
博士论文
[1]水下航行器中的声学多普勒测速技术研究[D]. 曹忠义.哈尔滨工程大学 2014
硕士论文
[1]ADCP系统DSP算法的优化与研究[D]. 项宁.东南大学 2016
[2]声学多普勒流速测量关键技术研究[D]. 徐琳.南京航空航天大学 2016
[3]高速运动目标检测算法研究[D]. 于小龙.南京理工大学 2014
[4]多普勒计程仪海底回波信号模拟器设计[D]. 付志霞.大连海事大学 2012
[5]基于FPGA的相控阵波束形成设计与实现[D]. 褚迎东.哈尔滨工程大学 2011
[6]宽带多普勒计程仪测频方法及其软件设计[D]. 张占阳.哈尔滨工程大学 2010
[7]声学多普勒海流流速测量系统的研究与实现[D]. 黄霞.华北电力大学（河北） 2008
[8]宽带多普勒测流技术研究[D]. 王秀波.哈尔滨工程大学 2005
本文编号：2946158
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
自治式水下航行器根据应用范围差别可分成声学多普勒测速仪（AcousticDopplerVelocity，DVL）和
速公式由来进行推导。观察者的相对运动引起的频率的实际变化称为多普勒频移。c = f λ声速。质中移动，无论声源是否移动，在水中的速度c 都是恒定不一个常数。当观察者接收到较短的波长时，由公式(2-1)可知高。同样的，当观察者接收到较长的波长时，由公式(2-1)可较低。多普勒效应不仅发生在声音上，而且发生在观察者和上。位于静止源两侧的两个静止观测者 X 和 Y。每个观察者听到率就是静止源产生的频率。一个固定源以恒定频率sf 发出声 。两个观测者 X 和 Y 是静止的，观察者分别观察到的频率
图 2.5 静止观察者和以恒定速度移动的源利用波长等于速度乘以周期，周期等于频率的倒数，我们可以推导出观察到的频0 sλ = λ+ Δ x(20 s s scT = cT + v T(20s ss s sc c v c vf f f f+= + = (20 ssvf fv v = + (2现在考虑一个以恒定速度sv 运动的源，向静止观察者 Y 运动，如图 2.5 所示，由测到的波长为0 s s s sλ = λ Δ x = λ v T。同样，利用波长等于速度乘以周期，周期是频倒数，可以推导出观察到的频率0 sλ = λ Δx (2
【参考文献】：
期刊论文
[1]声学多普勒流速剖面仪宽带信号形式的研究[J]. 王媛媛. 科学技术创新. 2018(10)
[2]宽带相控阵ADCP技术的发展及应用[J]. 李冬,刘雷,张永合. 港口经济. 2017(07)
[3]海流计发展现状与发展趋势展望[J]. 宋大雷,周相建,陈朝晖,周丽芹,郑金明. 船海工程. 2017(01)
[4]相控阵ADCP编码信号相移波束形成[J]. 李鹏飞,彭东立. 声学技术. 2015(06)
[5]声学多普勒海流计的近期发展综述[J]. 刘长乐,刘有刚,尹训强. 科技视界. 2015(26)
[6]宽带多普勒声呐回波模型及特性研究[J]. 黄雄飞,苑秉成. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2012(01)
[7]相关测速声呐时空相关函数模型改进研究[J]. 易卉芹,陈龙,王长红. 声学学报. 2011(05)
[8]宽带多普勒技术中模糊速度处理方法改进[J]. 马海涛,彭东立,王华亮,许伟杰. 声学学报. 2011(02)
[9]宽带多普勒计程仪速度解模糊方法研究[J]. 黄雄飞,苑秉成,林伟. 仪器仪表学报. 2010(08)
[10]利用声相关流速剖面仪观测深水散射层[J]. 龚丽辉,冯雷,王长红,蒯多杰,汪玉玲,邱薇,曹建光. 声学技术. 2008(06)
博士论文
[1]水下航行器中的声学多普勒测速技术研究[D]. 曹忠义.哈尔滨工程大学 2014
硕士论文
[1]ADCP系统DSP算法的优化与研究[D]. 项宁.东南大学 2016
[2]声学多普勒流速测量关键技术研究[D]. 徐琳.南京航空航天大学 2016
[3]高速运动目标检测算法研究[D]. 于小龙.南京理工大学 2014
[4]多普勒计程仪海底回波信号模拟器设计[D]. 付志霞.大连海事大学 2012
[5]基于FPGA的相控阵波束形成设计与实现[D]. 褚迎东.哈尔滨工程大学 2011
[6]宽带多普勒计程仪测频方法及其软件设计[D]. 张占阳.哈尔滨工程大学 2010
[7]声学多普勒海流流速测量系统的研究与实现[D]. 黄霞.华北电力大学（河北） 2008
[8]宽带多普勒测流技术研究[D]. 王秀波.哈尔滨工程大学 2005
本文编号：2946158
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