基于傳導(dǎo)電流場(chǎng)理論的水下定位系統(tǒng)研究.pdf

1、在當(dāng)前積極探測(cè)開(kāi)發(fā)海洋和保護(hù)海洋的背景下，水下定位和導(dǎo)航技術(shù)在水下工作中尤為重要。水下傳導(dǎo)電流場(chǎng)理論廣泛應(yīng)用在水下環(huán)境等導(dǎo)電媒質(zhì)中的通信、遙測(cè)及監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，在特殊場(chǎng)合，水下電流場(chǎng)理論有著不可比擬的優(yōu)勢(shì)。考慮到已有水下定位技術(shù)的硬件設(shè)備體積龐大，功能復(fù)雜和水下視覺(jué)在深海或渾濁環(huán)境下定位困難等劣勢(shì)，本文提出了基于水下電流場(chǎng)的弱電魚(yú)仿生定位技術(shù)。
　　本文按照由介紹應(yīng)用背景和進(jìn)行理論研究，到硬件軟件系統(tǒng)搭建，再到進(jìn)行初期實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論的

2、順序進(jìn)行闡述，本文的主要研究方向和工作內(nèi)容如下：
　　1．對(duì)水下電流場(chǎng)理論的傳播特性進(jìn)行研究并構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，并對(duì)所構(gòu)建的數(shù)學(xué)模型的主要參數(shù)進(jìn)行仿真，使接收角度、接收距離對(duì)接收電壓的影響直觀體現(xiàn)在仿真圖上。
　　2．研究弱電魚(yú)的感知電場(chǎng)的特性，介紹弱電魚(yú)仿生的水下定位原理。將水下電流場(chǎng)看做是靜電場(chǎng)或者恒流場(chǎng)，應(yīng)用它們的對(duì)偶原理對(duì)弱電魚(yú)仿生定位系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建。根據(jù)定位原理和仿真曲線(xiàn)，確定了發(fā)射電極和接收電極的相對(duì)位置。<

3、br>　　3．對(duì)上述水下定位系統(tǒng)搭建軟硬件平臺(tái)，主要包括數(shù)字處理部分、功率放大部分、接收濾波部分、系統(tǒng)電源部分的硬件電路板設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。其中數(shù)字部分是以 FPGA和DSP為核心，主要圍繞FPGA及外圍電路的配置，控制AD芯片采集數(shù)據(jù)、控制DA芯片發(fā)射數(shù)據(jù)、與PC的串口通信、與DSP的異步數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。其余部分的?shí)現(xiàn)在本論文中也有較為詳細(xì)的闡述。
　　4．本文為弱電魚(yú)仿生定位系統(tǒng)設(shè)計(jì)了專(zhuān)用的上位機(jī)圖形顯示界面。PC機(jī)顯示部分通過(guò) Lab