航道水深監(jiān)測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、分類號UDC密級單位代碼10151航道水深監(jiān)測系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)研究李蘇陽指導(dǎo)教師許文海職稱教授學位授予單位大連海事大學申請學位級別工學碩士學科與專業(yè)通信與信息系統(tǒng)論文完成日期2008.5論文答辯日期2008.6答辯委員會主席爭文.丹七中文摘要摘要港口泥沙淤積現(xiàn)象在世界范圍內(nèi)普遍存在，由于其直接影響安全航行和航運效益，各有關(guān)國家對此十分重視，開展了多種泥沙淤積預(yù)報理論和現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)研究。本課題來源于某港口航道水深適時監(jiān)測技術(shù)研究的

2、實際工程項目，本文主要的研究內(nèi)容是水深信號處理算法和數(shù)據(jù)監(jiān)控中心的設(shè)計與實現(xiàn)。從監(jiān)測系統(tǒng)終端所獲得的數(shù)據(jù)只是原始的水深數(shù)據(jù)，不是最終需要的水深值，尋找合適的計算水深值的算法是本課題最重要的工作內(nèi)容之一。由水聲傳播信道特性可知，對于狹窄航道來說，水聲信號的傳播必然存在多徑現(xiàn)象，并且由于聲波在不同路徑中傳播時路徑長度的差異，到達該點的聲波能量和時間也不相同，因此我們在計算多徑信號的水深值時，必須考慮信號時延帶來的問題?；谡麄€系統(tǒng)的監(jiān)測原理

3、，并在分析了監(jiān)測系統(tǒng)中發(fā)射和接收的水深信號的特征后，采用WRELAX(多徑信號時延估計)算法計算水深信號的混合波中直達波與反射波的分離點，結(jié)合具體的測量方法算出水深值。數(shù)據(jù)監(jiān)控中心是整個監(jiān)測系統(tǒng)中很重要的組成部分，24小時連續(xù)運行，是管理人員與現(xiàn)場監(jiān)測終端溝通的橋梁。數(shù)據(jù)監(jiān)控中心分為數(shù)據(jù)通信、上位機數(shù)據(jù)處理和WEB應(yīng)用程序這三個部分。數(shù)據(jù)通信部分主要是設(shè)計可靠的無線通信協(xié)議，編寫完善的數(shù)據(jù)收發(fā)程序，通過VHF無線傳輸模塊將下位機傳送來的

4、原始水深數(shù)據(jù)存儲到上位機數(shù)據(jù)處理服務(wù)器中。上位機數(shù)據(jù)處理部分主要是分析處理水深數(shù)據(jù)的原始值，并在上位機前臺顯示通過測量方法計算出的實際水深值。WEB服務(wù)部分主要是搭建服務(wù)器平臺，建立數(shù)據(jù)庫和編寫Web應(yīng)用程序，使得客戶端在任何能接入Internet的地方可以隨時瀏覽到港口航道的現(xiàn)場狀態(tài)。監(jiān)測系統(tǒng)在學校港池模擬港口現(xiàn)場條件，在接收發(fā)射換能器之間的多種不同距離和不同高度的條件下，進行一系列的實驗測試，利用水深算法對實驗數(shù)據(jù)進行分析處理計算各