双基阵纯方位TMA及其DSP仿真系统的实现

摘要

目标运动分析(TMA)方法是目前技术上较为成熟的一种远程定位方法。仅仅利用被动声纳目标方位测量信息，估计目标运动参数的过程，称为纯方位目标运动分析。随着声纳作用距离的提高，传统的纯方位TMA方法越来越难以满足实用要求。针对传统纯方位TMA方法的不足，提出了利用多维方位测量信息的双基阵被动定位方法。双基阵被动定位方法不要求本舰机动，能够提供更丰富的测量信息，定位可靠性更高。 本文研究了被动声纳方位估计问题，目的是为纯方位TMA提供高精度的方位测量信息。其次讨论了基于双基阵方位-方位的最大似然估计，针对最大似然估计代价函数极值迭代求解方法的不足，提出了最大似然稳健TMA估计方法。最后，利用算法本身的并行性和AD公司的SHARC系列ADSP21062的DSP系统的并行性，研究实现了被动定位DSP仿真系统，包括主控界面、波束形成和被动定位算法的DSP实现。 最大似然稳健TMA估计器不要求提供估计初值，不需要进行迭代计算，且具有抗噪性能好，稳健性高的优点。仿真结果表明，最大似然稳健TMA估计具有良好的定位性能，能够准确有效的实现远程目标定位。定位算法和并行DSP系统的结合，有效提高了被动定位系统的运行效率，为最终集成到声纳系统做好了准备。

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绪论

第1章被动声纳方位估计

§1.1常规波束形成

§1.2 MVDR波束形成

§1.3宽带MVDR高分辨率方位估计

§1.4试验分析

§1.5本章小结

第2章双基阵纯方位TMA算法分析

§2.1动态系统模型

§2.2最大似然估计的基本原理

§2.3基于方位-方位的最大似然估计

§2.4最大似然稳健TMA估计

§2.5本章小结

第3章仿真分析

§3.1仿真环境

§3.2最大似然稳健TMA估计

§3.2.1方位测量误差的影响

§3.2.2目标航向变化影响

§3.2.3目标速度变化影响

§3.2.4目标观测时间变化影响

§3.2.5方位划分的影响

§3.2.6距离划分的影响

§3.2.7基阵参数影响

§3.3真实数据方位测量误差统计

§3.4最大似然稳健TMA估计和稳健TMA估计的性能比较

§3.5本章小结

第4章DSP被动定位仿真系统

§4.1 SHARC系列DSP简介

§4.1.1 SHARC的基本结构

§4.1.2 SHARC的存储空间及寻址方式

§4.1.3 SHARC软件平台

§4.2 DSP定位仿真系统的硬件及软件构成

§4.3 DSP仿真系统实现

§4.3.1主机应用程序与DSP应用程序间的通信流程

§4.3.2并行DSP系统上的算法流程

§4.4本章小结

第5章总结与展望

致谢

参考文献