弹着点位置自动检测系统软件的研究与开发

摘要

为了准确测量军事演习和日常训练中重型武器投射精度的需要，本文系统地对被动声定位原理、定位算法以及定位精度进行分析和大量的仿真试验，并在此基础上开发了定位软件系统。 本文对二维chan算法的模糊和无解进行了仿真分析，并根据模糊和无解区域分布规律提出了冗余主站轮换法。经过仿真验证，此方法是可行的，在一定的阵形下可以消除模糊和无解区域。 针对时差定位算法在没有风速干扰的情况下进行了定位精度模型推导，得出站址测量误差和时差测量误差对定位精度分布规律的影响，这对提高定位精度具有一定的指导意义，并为冗余主站轮换法的正确性提供了理论依据。并针对存在风速干扰的情况下，提出了原始声速迭代补偿法，经过仿真验证，得出采用原始声速迭代补偿可使定位精度有大幅度地提高。例如，当风速10米/秒时在观测站阵内精度可达到0.1米。 在上述分析的基础上，本系统利用Microsoft Visual C++6.0和：EVC 4.0+SP2(WINCE.NET4.2操作系统)完成了定位软件的开发。该软件运行稳定，基本上能满足实际应用的需要。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1课题研究背景

1.2被动声探测定位技术研究背景

1.2.1声探测技术的发展背景

1.2.2被动声定位和信号处理技术

1.2.3被动声探测定位技术发展背景及意义

1.2.4被动声探测定位研究历史和国内外研究现状

1.3被动声定位系统设计方案

1.4本文的任务

1.5本章小结

第二章声学理论基础知识

2.1空气的物理特性

2.2声波的物理特性

2.3声波在空气中的传播特性

2.4炮弹爆炸声波机理

2.5本章小结

第三章定位算法研究

3.1数学模型

3.2定位方程求解算法

3.2.1泰勒级数展开

3.2.2 FANG算法

3.2.3最小二乘法

3.2.4 CHAN算法

3.3定位算法分析

3.3.1定位算法模糊分析

3.3.2定位算法无解分析

3.3.3定位模糊及无解的处理方法

3.4被动声定位环境补偿方法

3.4.1环境因素对被动声定位的影响

3.4.2风速补偿方法

3.5本章小结

第四章定位算法误差精度分析

4.1基于时差误差与站址误差分离的定位精度分析

4.1.1定位精度模型推导

4.1.2仿真试验

4.1.3仿真结果分析

4.2风速补偿算法的系统仿真

4.3系统总定位精度

4.4本章小结

第五章软件系统设计

5.1软件系统使用的技术和涉及的硬件资源

5.1.1 Visual C++可视化开发环境

5.1.2 COM组件对象模型

5.1.3 WINCE与EVC

5.1.4 TCP、UDP协议

5.1.5系统设计涉及的硬件资源

5.2弹着点位置自动检测系统组成

5.3软件系统需求分析

5.3.1软件的总体要求

5.3.2软件的功能设计

5.4前置处理器模块软件实现

5.4.1前置处理器软件概述

5.4.2初始化功能块实现

5.4.3数据采集控制模块实现

5.4.4通信模块实现

5.5上位机软件实现

5.5.1软件系统界面设计

5.5.2通信模块实现

5.5.3数据处理模块

5.5.4弹着点位置计算模块实现

5.5.5传感器控制模块实现

5.5.6输入输出模块实现

5.5.7数据库操作

5.6本章小结

第六章结论

6.1本文的结论

6.1.1冗余主站轮换法

6.1.2原始声速补偿法

6.2存在的不足

6.3未来研究展望

参考文献

致谢