潛標(biāo)測距儀信號處理軟件設(shè)計(jì).pdf

1、海洋聲層析技術(shù)是對海洋空間信息采集分析的技術(shù)，對信息采集基元進(jìn)行精確定位則是聲層析的重要保障。本文以基于海洋聲層析系統(tǒng)的深海聲學(xué)潛標(biāo)聲基元位置校準(zhǔn)系統(tǒng)為依托，致力于潛標(biāo)測距儀平臺的信號處理算法設(shè)計(jì)及工程軟件實(shí)現(xiàn)。
　　在算法設(shè)計(jì)部分，本文針對常用的窄帶信號設(shè)計(jì)了基于自適應(yīng)陷波濾波器的信號檢測系統(tǒng)，利用幅度判決確定應(yīng)答器應(yīng)答信號延時(shí)；為降低背景噪聲尖刺及通道串?dāng)_影響，采用了瞬時(shí)頻率方差檢測對檢測信號復(fù)判，減小虛警概率；為削弱水聲信道

2、多途特性產(chǎn)生的脈沖分裂對信號檢測的影響，提出了優(yōu)化檢測邏輯，提升系統(tǒng)檢測性能。同時(shí)，本文研究了在通信領(lǐng)域具有優(yōu)良特性的寬頻信號，設(shè)計(jì)了基于直接序列擴(kuò)頻和跳頻的混合式擴(kuò)頻測距算法，采用拷貝相關(guān)的方式完成應(yīng)答信號的檢測與時(shí)延估計(jì)。將窄帶與寬帶系統(tǒng)檢測性能進(jìn)行對比分析論證，選擇窄帶信號處理形式，協(xié)同直達(dá)聲挑選等后續(xù)處理，完成測距儀軟件平臺算法設(shè)計(jì)。
　　在工程軟件實(shí)現(xiàn)部分，本文完成了基于TMS320C5509A DSP的算法移植以及各外

3、設(shè)開發(fā)。根據(jù)平臺需求構(gòu)建了信號處理軟件的總體結(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)了潛標(biāo)測距儀信號處理軟件各核心模塊的功能，包括對應(yīng)答信號預(yù)處理過程中直流偏量的估計(jì)和補(bǔ)償，檢測和時(shí)延估計(jì)過程中多通道并行濾波器實(shí)現(xiàn)、對背景噪聲估計(jì)形成自適應(yīng)門限和瞬時(shí)頻率均方誤差檢測，以及后續(xù)處理中有效脈沖挑選和對數(shù)據(jù)格式進(jìn)行整理并存儲(chǔ)。同時(shí)，本文針對DSP平臺在功能實(shí)現(xiàn)過程中涉及的外部設(shè)備，完成了各外設(shè)的開發(fā)，包括對McBSP1接口配置以實(shí)現(xiàn)平臺的A/D數(shù)據(jù)采集和D/A信號發(fā)射，

4、利用McBSP2接口的SPI模式實(shí)現(xiàn)與顯控平臺的通信以實(shí)現(xiàn)指令傳輸和原始數(shù)據(jù)回傳，配置DMA控制器以實(shí)現(xiàn)McBSP1獨(dú)立完成數(shù)據(jù)采集和發(fā)射，開發(fā)I2C通信模塊以實(shí)現(xiàn)DSP平臺與潛標(biāo)單片機(jī)平臺的通信，并合理配置通用定時(shí)器用以設(shè)計(jì)合理的平臺工作時(shí)序并實(shí)現(xiàn)詢問信號的定時(shí)發(fā)射。
　　最后，本文總結(jié)了潛標(biāo)測距儀信號處理軟件進(jìn)行功能測試、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和湖上試驗(yàn)的情況，并對測距精度進(jìn)行了分析論證。通過在水聲實(shí)驗(yàn)室和千島湖實(shí)驗(yàn)站對潛標(biāo)系統(tǒng)的綜合測試