本文從帶寬、信噪比、通信距離、時域分辨能力、定位精度等方面介紹了超寬帶水聲信號與傳統射頻信號的異同。分別介紹了USBL(超短基線)定位、SBL(短基線)定位、LBL(長基線)定位三種不同的水下聲學定位系統及其優缺點,并重點分析了超短基線水聲定位系統收發裝置的主要結構以及其定位的方式原理。從海水溫度、海水靜壓力以及鹽度等主要影響因素分析了海水中聲速規律,得到了普遍的淺海負梯度深海正梯度的聲速剖面。再通過斯奈爾定律分析淺海負梯度深海正梯度的聲速剖面,得到了先凸后凹S形曲線的深海聲線形狀。通過均勻介質聲線偏移模型以及非均勻介質聲線偏移模型分析了水流對聲線造成的影響,得到了定位目標總的偏移量的范圍。仿真分析得出深海聲線隨著掠射角的減小,聲線由豎直方向逐漸貼近海面的位置,傳播的水平距離逐漸增加,且彎曲程度逐漸增加,聲線疏密程度逐漸變疏,并分析淺海中的聲線無法掃到而產生的定位盲區。對比分析了采用零梯度聲速剖面和常梯度聲速剖面對超短基線定位算法的結果產生的影響。先提出了切線逼近法、切弧線逼近法兩種超短基線定位的迭代逼近算法,對比分析了切線逼近法和切弧線逼近法到達時間誤差的正負性以及逼近速度,再通過分... 

【文章來源】：海南大學海南省 211工程院校

【文章頁數】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

UWB帶寬示意圖

一種基于水聲超寬帶信號的深海超短基線定位算法研究4超寬帶水聲信號窄脈沖具有多種類型，如下為其中一種的時域表達式：(1-3)其中為中心頻率，則此類型窄脈沖的時域形狀如下圖：圖2超寬帶水聲信號窄脈沖示意圖Fig.2SchematicdiagramofUWBunderwateracousticsignalwithnarrowpulse則其頻域表達式為：(1-4)則其頻譜如下圖：圖3超寬帶水聲信號窄脈沖頻譜示意圖Fig.3SchematicdiagramofUWBunderwateracousticsignalnarrowpulsespectrum可以看出窄脈沖為微秒至毫秒級，帶寬為30到40，頻率不超過100。不超過100僅僅只對于該窄脈沖來說的，有很多水聲系統的帶寬或者頻率是工作在高頻的，如高頻聲學成像系統，多普勒測速系統，超聲成像系統等等。以此類型窄脈沖為發射的水聲信號，則接收信號為：(1-5)其中為水聲信道的沖激響應，為水聲信號從發射到接收的延時，即水聲信號的傳播時間，為接收噪聲，可簡化為高斯白噪聲。

一種基于水聲超寬帶信號的深海超短基線定位算法研究4超寬帶水聲信號窄脈沖具有多種類型，如下為其中一種的時域表達式：(1-3)其中為中心頻率，則此類型窄脈沖的時域形狀如下圖：圖2超寬帶水聲信號窄脈沖示意圖Fig.2SchematicdiagramofUWBunderwateracousticsignalwithnarrowpulse則其頻域表達式為：(1-4)則其頻譜如下圖：圖3超寬帶水聲信號窄脈沖頻譜示意圖Fig.3SchematicdiagramofUWBunderwateracousticsignalnarrowpulsespectrum可以看出窄脈沖為微秒至毫秒級，帶寬為30到40，頻率不超過100。不超過100僅僅只對于該窄脈沖來說的，有很多水聲系統的帶寬或者頻率是工作在高頻的，如高頻聲學成像系統，多普勒測速系統，超聲成像系統等等。以此類型窄脈沖為發射的水聲信號，則接收信號為：(1-5)其中為水聲信道的沖激響應，為水聲信號從發射到接收的延時，即水聲信號的傳播時間，為接收噪聲，可簡化為高斯白噪聲。


本文編號：2911416