座底长基线水声跟踪数据处理软件设计与实现

摘要

座底式长基线水声跟踪系统利用水声定位技术实现对水下目标的定位和跟踪。数据处理软件是运行于定位系统主处理机上的重要软件，负责控制协调水声测量系统的运行，完成目标的定位解算并实时显示目标运动轨迹。本论文以座底式长基线水声跟踪系统数据处理软件的设计为研究课题，对数据处理软件的设计过程进行了详细的阐述。
　　论文从座底式长基线水声跟踪系统对数据处理软件的功能需求出发，设计了软件的总体结构与工作流程，采用VC++6.0集成开发环境，并结合OpenGL三维显示、运用多线程处理技术实现了数据处理软件功能，界面友好简洁、操作方便；软件采用集成化、模块化设计方法，由人机界面模块、数据通信模块、数据处理模块、滤波平滑处理和弹道轨迹显示模块组成，各模块相互独立，运行良好。
　　同时，详细阐述了软件在实现过程中采用的关键技术，提出了一种以利用水下声学和 DGPS联合定位、根据浮标姿态实时测量数据进行水下基阵定位修正为辅的水下航行体测量水听器定位方法；对于长基线跟踪的跨周期处理从单路信号跨周期和距离模糊处理两个方面进行了描述。
　　数据处理软件设计、编程和调试完成后，随系统进行了充分的湖上试验测试，试验结果表明，数据处理软件设计完成了预定的功能需求，在实验中与硬件设备协调运行情况良好，软件运行可靠，满足整体指标要求，其采用的软件实现技术和水声定位算法均已得到验证，可满足软件的工程应用需求，对同类软件的设计开发具有较好的借鉴意义。
　　课题的研究解决了座底式长基线水声跟踪的部分关键技术问题，通过新技术和算法的研究应用，提高了系统跟踪定位精度，改善了跟踪轨迹的显示效果，从而达到帮助项目提高整体设计水平的目的，对后续同类项目的研究、研制具有较大的参考价值和意义。

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第一章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 水声跟踪系统概述

1.3 论文的研究内容及组织结构

第二章 座底式长基线水声跟踪系统的定位原理

2.1 系统工作原理

2.2 同步定位原理

2.3 非同步定位原理

2.4 深度解算

2.5 本章小结

第三章 数据处理软件关键技术研究

3.1 基阵校准技术研究

3.2 多线程并行处理技术

3.3 图形显示方法研究

3.4 长基线信号跨周期处理研究

3.5 轨迹平滑滤波

3.6 本章小结

第四章 数据处理软件设计与实现

4.1 数据处理软件的功能需求和开发环境

4.2 软件总体设计

4.3 主要功能模块的设计

4.4 本章小结

第五章 数据处理软件测试

5.1 测试概述

5.2 测试步骤

5.3 测试记录

5.4 测试结果

5.5 本章小结

第六章 结 论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得的成果