海上VHF信号传播特性分析平台研究与开发

发布时间：2017-04-20 15:13

  本文关键词：海上VHF信号传播特性分析平台研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：VHF通信在海上通信领域占据着重要的地位,主要应用于船舶自动识别系统AIS的海上数字通信和VHF海上语音通信。海上VHF通信效果取决于不同海况环境下传播的VHF无线电磁波的传输特性。VHF无线电磁波在海上传输过程中易受到海面恶劣环境、海面反射传输损耗及空间吸收损耗等多种物理因素的影响,造成信号强度衰弱、传播延时的波动,进而降低了海上通信的效率和可靠性,影响了海上交通安全。本论文开发了海上VHF信号传播特性分析平台,研究不同气象环境下VHF无线电波的传播特性,分析气象环境要素对无线电波的影响,为研究高质量海上VHF数字通信系统奠定基础。本论文开发的VHF信号传播特性分析平台主要基于两类数据源,其一是导航研究所建立的海上VHF信号传播特性测试平台,该平台测量和记录了信号的传播延时数据;其二是中国天气网发布的关于测试平台周边的气象数据。本论文将对该两个数据源的数据进行采集、存储和分析处理,从而找出传播特性随气象环境的变化规律。本论文基于Oracle数据库实现海上VHF信号传播特性分析平台,该平台主要由五部分组成：基于Redhat 6.2系统下,采用Qt编程语言实现的主线程模块。该模块负责设计平台的前端界面,连接数据库及控制其它模块;基于Redhat 6.2系统下的Oracle 11 gR2的实时数据采集模块。该模块充分利用Linux操作系统的crond定时服务,重点对动态表,数据采集和存储进行设计；基于Oracle11gR2的手动补充数据模块。该模块负责补充丢失的数据,主要采用数据库游标技术；基于Oracle11gR2的批量数据导入模块。该模块负责以文本流的形式存储大量历史的数据；基于Oracle11gR2的分析数据模块。该模块采用数据库索引技术并形象直观地显示不同气象环境下VHF无线电波的传播特性。在上述设计平台的基础上,本文还从数据库内存和数据系统资源两个方面研究数据库管理系统的性能优化。
【关键词】：VHF 二次相位修正系统 气象要素 Qt Oracle
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景及意义10
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势10-12
• 1.3 论文结构12-14
• 第2章 无线电波传播的理论研究14-26
• 2.1 无线电波传播的原理14-16
• 2.1.1 麦克斯韦方程组14-15
• 2.1.2 VHF无线电波的传播模式15-16
• 2.2 对流层对无线电波的影响16-22
• 2.2.1 对流层大气的吸收影响17-18
• 2.2.2 对流层非均匀性的影响18-21
• 2.2.3 对流层的折射率及修正折射率21-22
• 2.3 对流层大气的相对介电常数与折射率关系22-24
• 2.4 无线电波传播延时的计算24-26
• 第3章 海上VHF信号传播特性分析平台设计与实现26-57
• 3.1 平台的需求分析和技术方案26-29
• 3.1.1 平台的需求分析26-28
• 3.1.2 平台的技术方案28-29
• 3.2 平台的总体设计29-31
• 3.3 平台的详细设计与实现31-51
• 3.3.1 主线程模块31-36
• 3.3.2 实时数据采集模块36-42
• 3.3.3 手动补充数据模块42-45
• 3.3.4 批量数据导入模块45-48
• 3.3.5 分析数据模块48-51
• 3.4 Oracle系统性能的调优51-57
• 3.4.1 Oracle数据库内存的优化52-54
• 3.4.2 优化操作系统资源54-57
• 第4章 数据处理与分析57-75
• 4.1 气象要素对VHF无线电波的影响57-72
• 4.1.1 天气要素对VHF无线电波的影响57-59
• 4.1.2 温度要素对VHF无线电波的影响59-63
• 4.1.3 空气湿度要素对VHF无线电波的影响63-65
• 4.1.4 大气压强要素对VHF无线电波的影响65-67
• 4.1.5 风级要素对VHF无线电波的影响67-70
• 4.1.6 风向要素对VHF无线电波的影响70-72
• 4.2 小结72-75
• 第5章 结论75-77
• 5.1 总结75-76
• 5.2 展望76-77
• 参考文献77-80
• 附录 英文缩写词、全写和英汉术语对照表80-81
• 致谢81-82
• 作者简介82

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