寬帶聲學多普勒計程儀測速算法研究及仿真分析.pdf

1、隨著人類對無線通信技術的不斷研究，定位和導航設備的研究也由雷達和衛(wèi)星轉向了水下聲吶。聲學多普勒計程儀（Doppler Velocity Log，DVL），是迄今為止水下航體以及艦船應用中最廣泛的自主導航設備之一。在聲學多普勒計程儀測速系統(tǒng)中，測速算法是需要研究的重點內(nèi)容，而測速精度是衡量測速算法優(yōu)劣的關鍵因素。
　　本文以實習期間的項目“聲學多普勒計程儀系統(tǒng)”為研究背景，該項目的目的是研制出有競爭力的低功耗、大動態(tài)范圍、高數(shù)據(jù)率、

2、外觀和軟件界面為用戶認可的小型化自容式多普勒計程儀。大量文獻表明寬帶信號比窄帶信號的測速性能更好，所以本文在前人研究的基礎上主要以寬帶信號作為發(fā)射信號，并且從測量脈沖信號延時來測量速度的角度進行研究分析。
　　基于多普勒計程儀的測速原理，本文結合實際工程中的需要推導出了詹納斯配置下的多普勒頻偏和速度的計算公式；研究了多普勒計程儀上使用的收發(fā)合置換能器的主要技術參數(shù)的選擇；分析了引起測速誤差的可能因素，并分別給出了提高測速精度的方法

3、。
　　研究了連續(xù)式聲脈沖信號、單頻矩形脈沖信號、單頻矩形脈沖串信號、線性調(diào)頻脈沖信號以及脈沖編碼脈沖信號作為發(fā)射信號的優(yōu)劣，優(yōu)選了脈沖編碼信號適合作為系統(tǒng)的發(fā)射信號，并設計了發(fā)射波形；以一種更優(yōu)的方法建立了海底橢圓散射模型，并且通過仿真分析驗證了模型的合理性和正確性。
　　最后對多普勒計程儀的測速算法進行了深入的研究，通過與過零檢測法、FFT算法和復相關算法進行比較，優(yōu)選了適用于偽隨機編碼脈沖信號的脈沖對測速算法，并對算法