漂浮式節(jié)點水聲定位的編解碼技術(shù)研究.pdf

1、隨著人類在海洋的活動范圍和活動頻度的迅速增加，以及對海洋開發(fā)需求的不斷增長，水下目標(biāo)的定位技術(shù)越來越受到國內(nèi)外眾多學(xué)者的重視。通常所說的水聲定位系統(tǒng)測得的目標(biāo)位置坐標(biāo)，一般都是相對于某一參照物而言的，為了達(dá)到對測試水域內(nèi)發(fā)聲目標(biāo)的聲場信息進(jìn)行重建的目的，首先就應(yīng)該為該測試水域建立一個參照坐標(biāo)系。由于現(xiàn)有水聲定位系統(tǒng)的聲納基陣布設(shè)困難且不易校準(zhǔn)，因此，有必要研究一種可靈活布設(shè)聲納基陣的海面長基線定位系統(tǒng)。
　　文章借鑒水下GPS定位

2、系統(tǒng)中GIB浮標(biāo)漂浮于海面、可實現(xiàn)靈活布設(shè)聲納基陣的思想，建立了一種可靈活布設(shè)聲納基陣的海面長基線定位系統(tǒng)模型，并介紹了其自主定位原理及總體結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中的定位節(jié)點和測試節(jié)點靈活地漂浮在水面，定位節(jié)點每隔一段時間發(fā)射一次定位信號，實時測出各節(jié)點的相對位置，掌握基站的位置變化。
　　在此基礎(chǔ)上，根據(jù)水聲信道特性及系統(tǒng)參數(shù)的要求，設(shè)計了一種抗多徑效應(yīng)的定位信號。重點討論了定位節(jié)點發(fā)射的定位信號的各參數(shù)隨定位范圍及定位精度變化的影響，對其

3、編碼形式的選擇、重復(fù)周期的確定、調(diào)制解調(diào)方式的選取、載波頻率的確定等一系列關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，并采用基于采樣點的滑動相關(guān)法對定位信號進(jìn)行處理得到信號的時延差，同時識別出定位節(jié)點，完成系統(tǒng)定位。由于系統(tǒng)中的定位信號編碼控制模塊主要集成在一片CPLD上，可以根據(jù)系統(tǒng)定位范圍和定位精度的要求靈活地改變定位信號的編碼形式及其頻率、重復(fù)周期、調(diào)制方式、載波的波形及其頻率等參數(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的可擴展性。
　　最后在河流中進(jìn)行了系統(tǒng)測試，通過實驗證