水下目标航行参数遥测技术研究

发布时间：2017-08-03 04:09

  本文关键词：水下目标航行参数遥测技术研究

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【摘要】：水下目标航行参数遥测技术是各类水下载体、无缆水下机器人等系统之间传递信息的关键技术之一。本课题主要研究浅水多途复杂条件下的高速目标航行参数遥测技术,分析水声信道特点,研究多普勒补偿技术和水声遥测信号调制解调技术,研制信号处理样机,进行了理论分析、仿真研究和湖上试验。本文主要研究浅水水声信道传输模型,通过分析水声信道的多途物理特性,基于声线理论建模,采用Matlab进行仿真,研究了多途信道的频率选择特性以及SMR随距离的变化,分析各个季度的声线传播轨迹变化。研究高速目标多普勒补偿技术,提出了有效的补偿方案,通过对线性调频同步信号进行匹配滤波,基于帧长的测量进行多普勒频移估计,采用线性插值进行多普勒补偿。通过仿真及湖上试验验证,其频率偏移补偿精度在20Hz以内,有效地降低多普勒频移对信号检测的影响。研究OFDM、跳频、MFSK和时延差编码等调制方式,进行计算机仿真,分析了各种调制方式的优缺点;结合实际应用情况,优选适于既抗多途影响又符合遥测功能的水下目标的水声遥测信号体制。研制信号处理系统样机,针对系统总体设计要求,信号处理硬件采用以高速浮点型DSP芯片ADSP-TS201为主处理器,CycloneII系列FPGA为主控制器的硬件解决方案,构建了信号处理硬件平台;开发了信号处理软件,采用C语言和汇编语言混合编程方式实现了水声遥测信标处理算法。最后进行了湖上水声遥测通信试验,分析遥测试验数据,验证水声遥测信标和数字信号处理系统的性能。无论是静态、动态,还是姿态传感器的实时测试中,水声遥测误码率均小于10-3,试验结果表明时延差编码+FSK的信号体制可以有效地实现水声遥测功能,同时也证明了信号处理算法和软件设计方的有效性。
【关键词】：多普勒 多径时延 时延差编码 FSK
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U675.7

【参考文献】

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1 张歆,张小蓟,王秀杰,杨俊杰;水声数字遥控系统[J];应用声学;1993年04期

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本文编号：612563