舰船磁梯度张量定位算法研究及其FPGA实现

发布时间：2024-01-29 22:14

　　本论文基于磁体的磁偶极子模型,对水面舰船的磁场进行模型仿真,分析模型的适用条件。对基于磁偶极子模型的单点磁梯度张量定位方法进行了研究分析,使用Matlab仿真不同条件对定位误差的影响。结果表明在离舰船2.5倍长度以外的空间中可以使用磁梯度张量定位方法对舰船进行单点被动定位,影响定位精度的主要因素有舰船的磁场强度、测量点到目标的距离、测量系统基线长度和传感器精度等。为了磁定位算法的测试和应用,设计一套算法处理平台。分析算法的需求同时满足后续功能的需求,提出一种基于3个FPGA和4个DSP以及高速通信接口组成的高性能并行算法处理平台,该算法处理平台具有高数据带宽、高数据处理速率、高通信速率、可并行处理的优点,可用于大部分高速复杂数字处理算法的实现。在算法处理平台的基础上,使用硬件描述语言将磁梯度张量定位算法在FPGA中实现,并分析算法的运算效率。将FPGA执行该算法使用的时钟数与使用DSP实现所用时钟数进行对比,结果显示FPGA在实现该算法在速度上具有强大的优势,从时钟数上看FPGA的速度接近DSP的50倍。对算法平台硬件系统进行了调试与验证,从硬件电气性能和软件功能测试两个方面重点验证了...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

图２．１磁性物体的磁偶极子等效??

图２．２舰船近场磁偶极子阵列等效??在将舰船分成小段进行近场等效时，当测量点到每个分段的距离远大于该分段自身??

图２．３舰船磁偶极子等效变迁过程??在使用磁偶极子等效时，以舰船的几何中心点为原点建立直角坐标系，在舰船附近??

图２．４磁偶极子及其坐标??磁偶极子的磁矩Ｍ定义为??

本文编号：3888938