低信噪比水聲信標(biāo)信號(hào)處理方法研究及試驗(yàn).pdf

1、黑匣子是空難事故中最為重要的數(shù)據(jù)記錄儀器，能否找到黑匣子已成為解開航班失蹤之謎的關(guān)鍵性問題。黑匣子中安裝了水聲信標(biāo)，需用水聲信號(hào)處理方法對(duì)其發(fā)出的水聲信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)識(shí)別與定位。然而信號(hào)會(huì)被海洋環(huán)境背景噪聲淹沒而難以識(shí)別，加上海洋的傳播損失會(huì)使信號(hào)在長(zhǎng)距離傳播過程中嚴(yán)重衰減，這些因素使得傅里葉變換、小波變換等現(xiàn)有的水聲信號(hào)處理方法難以識(shí)別遠(yuǎn)距離、低信噪比情況下的水聲信標(biāo)信號(hào)。因此本文提出了一種信號(hào)增強(qiáng)算法，可在不改變信號(hào)波形的情況下使源信號(hào)

2、得到增強(qiáng)和放大，設(shè)計(jì)了一種水聲信標(biāo)信號(hào)處理系統(tǒng)并進(jìn)行了試驗(yàn)研究。
　　本文提出了一種基于隨機(jī)減量技術(shù)的信號(hào)增強(qiáng)算法——錯(cuò)位疊加算法，分析了相鄰脈沖的疊加和相同時(shí)間間隔的疊加這兩種疊加方式，首先選取疊加起始點(diǎn)，并按照兩種不同的疊加方式確定各截取信號(hào)段的長(zhǎng)度;然后將各截取的信號(hào)段進(jìn)行線性疊加，以完成對(duì)水聲信標(biāo)信號(hào)的提取。最后，對(duì)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)性分析和能量分析來判斷截取信號(hào)的準(zhǔn)確性。
　　基于該信號(hào)增強(qiáng)算法，本文設(shè)計(jì)了一種水聲信標(biāo)信

3、號(hào)處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由水聽器、前置放大器、數(shù)字存儲(chǔ)示波器、電路板、顯示模塊組成，其中電路板采用的是STM32系列的單片機(jī)。該系統(tǒng)通過檢測(cè)四個(gè)位置的信號(hào)級(jí)，計(jì)算出四點(diǎn)傳播距離，從而解算出水聲信標(biāo)信號(hào)的方位信息。試驗(yàn)過程中，采用不同的信號(hào)處理方法分別對(duì)采集的聲信標(biāo)信號(hào)進(jìn)行處理，經(jīng)過數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，結(jié)果表明:錯(cuò)位疊加算法可使被關(guān)注信號(hào)的能量得到保持，噪聲部分明顯減弱;經(jīng)過多次疊加，合成信號(hào)與關(guān)注的正弦信號(hào)之間的相關(guān)性達(dá)到80％以上，提取效果