长基线水下导航定位系统测阵校阵及系统集成

摘要

长基线定位系统是利用测量水下目标声源到各个基元的时间差,解算目标的方位和距离.突出优点是作用距离远、定位精度高和可实时工作.其主要任务是精确跟踪和定位加装合作声学信标的一个或多个水下目标(如水下机器人)的运动轨迹,为水下目标提供精确导航定位.本论文的研究工作分为两个部分:船载分系统中测阵与校阵方法研究及软件设计和综合处理机接口电路设计.对测阵校阵方法研究工作包括:分析了定位原理及定位模型,对两种测量阵型进行了仿真研究,仿真过程中考虑了三种误差:测时误差、GPS导航误差、声速测量误差.对定位误差进行对比分析,对测阵校阵航路设计进行了探讨研究,提出了有效解决的方法.本论文就系统的硬件电路设计进行了详细的阐述.根据系统功能和战技指标,设计了系统的整体结构,详细讨论各部分之间的接口设计.每个分系统的接口都是围绕DSP展开的,因此相应的设计大同小异,对每一种接口都给出了详细的实现逻辑.FPGA在接口设计中起了关键性作用.

目录

文摘

英文文摘

哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1引言

1.2水声定位技术的分类

1.3长基线水声定位系统定位原理

1.4水下声学传感器的定位

1.5论文工作来源与论文工作任务

1.6论文结构简介

第2章长基线水下导航定位系统

2.1概述

2.2系统的构成

2.2.1浮标的组成及原理框图

2.2.2船载跟踪系统显控分系统组成及框图

2.2.3潜载分系统组成

2.2.4系统的工作过程

2.3本章小结

第3章海底应答器基阵定位原理及误差分析

3.1引言

3.2定位原理及模型

3.2.1球面模型

3.2.2双曲线模型

3.2.3椭圆模型

3.3精度分析

3.3.1理论分析

3.3.2仿真研究

3.3.3仿真计算

3.4测阵校阵航路设计

3.5本章小结

第4章硬件接口设计

4.1综合处理机

4.2 TMS320VC5409 DSP简介

4.3多通道缓冲串行口McBSP

4.3.1 McBSP简介

4.3.2 ADC接口设计

4.3.3 DAC接口设计

4.4 FPGA接口设计

4.4.1FPGA的基本结构

4.4.2接口设计

4.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

附录