收发一体式长脉冲陆用多普勒计程仪的研究与实现

发布时间：2020-11-06 09:27

　　 随着科技进步,导航定位在生活中占据的地位越来越重。在不同的领域,其作用不同,但是共同的特点就是,导航定位发挥着巨大的作用。多普勒计程仪作为导航定位中的重要组成部分,为整个导航系统提供了高精度,稳定性高的速度参考。 在陆用导航中,其精度会受到很多因素的影响,如电磁干扰,地形,天气等等。为保证导航精度,必须采用合理的方法,对外部干扰加以抑制。为了对干扰噪声的控制,很多算法相继诞生,但是,大多数算法的空间和时间复杂度都很大,不适合在硬件上应用。 随着DSP技术的发展,由于其结构的特性,很多算法能够在DSP上实现,而且速度和精度都能满足一定的要求。系统采用DSP芯片为主控制器,通过外围电路的搭建,组成一个速度信号采集和处理系统。 本文分为硬件设计和软件设计：硬件设计包括DSP最小电路搭建,发射电路,以及接收电路等外围电路；软件设计包括信号发射,信号接收,以及信号处理过程。发射电路主要针对驱动电路和变压匹配电路；接收电路,主要包括保护电路、滤波电路和放大电路；DSP作为主控制器,对系统的各个信号进行控制,同时对接收到的信号进行处理。软件部分,首先是设置DSP各个寄存器,完成相应得功能,其次根据采用的算法进行程序设计,系统主要的应用程序有相关检测程序、AGC控制程序、数字滤波程序及频率解算程序等。 本文最后给出了系统仿真与程序下载调试方法。1、首先是对系统的软件设计的进行仿真,对各个应用程序的效果予以模拟,检测最终效果,得到仿真图形,并对误差进行分析。2、本文给出在线调试方法及程序的下载的方法,通过实验,得到实验结果,并对实验结果做出分析。最终通过仿真和实验结果给出了一个结论,即系统设计方案的可行性,以及系统的推广性。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2011
【中图分类】：TN965;TP368.1
【部分图文】：

率的变化‘7]。(3)多普勒测速原理t8]:图2.1描述了最简单的多普勒计程仪—单向单波束情况。设发射信号频率为f0，运载体沿水平方向的速度为v:，则根据多普勒效应原理，P点出接收信号频率为:五=一二一-.foc一 vxcosa而O点处接收频率为几一左竺玉望竺_ c+vxcosac一 vxcos“(2一3)定义多普勒频移儿=几一厂，从而有(cosa+cosa，)vx(2一4)c一 vxcosa由于vx<<。，可以近似为入射角a二aZ则对式(2一4)化简得几= Zvxcosac一 vxcosa(2一5)将(2一5)式展开为Taylor级数，并舍去高次项，可得几一Zv· foOOSa(2一6)由(2一6)式可以看出，九、。、a均为己知数

必才产2从儿eosaC:V，1+一COS以图2.2为例，若纵倾角为少，则由(2一10)式求出测量多普勒频移为 Zv:foeos(。一必)Jdl=—(2一11)鳞/几=ftt一几，=1一tga·sin少一cos们(2一12)几当a=45。，沪=r时相对误差为1.73%。\路面/厂厂P图2.2纵倾角引起的多普勒频偏变化(3)声速引起的测量误差在解算速度时，声速作为已知量代入。由解算速度的公式可知，代入的声速不准确将直接带来速度测量误差。例如声速0.5%的相对误差，则相应的相对速度误差也为0.5%，因此对声速的修正和补偿是非常必要的。 2.1.3詹纳斯 (Janus)配置单向波束系统中存在着由于公式简化引起的误差。为了这种误差对测频结果的影响，多普勒计程仪采用了詹纳斯(JanuS)配置

图2.3詹纳斯(Janus)配置配置是向运载体的首尾方向各发射一个波束，并且这两个波束的角也一样，此时，运载体首波束接收的频率为关，一全业止竺些.foc一v工c0Sa，运载体尾的波束接收频率为厂东上上兰旦圣竺.厂J厂2JOc+vxc0Sa的频率差为，V，-传—COS〔之几l:=厂，一fr:二V___(止)一一卫一一一-·f02eosZ“》\，近似后
【参考文献】

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本文编号：2872963