基于ARM技術的數(shù)字船用雷達ARPA系統(tǒng)的研究.pdf

1、自動雷達標繪儀（ARPA）作為一種船用導航避碰設備，在引導船舶安全航行以及避碰方面發(fā)揮著極其重要的作用。本文結合國內外船用雷達 ARPA系統(tǒng)的應用背景和發(fā)展趨勢，研究并設計了一種基于嵌入式處理器和 FPGA雙處理器架構的船用雷達 ARPA系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠完成對回波信號的實時采集、對雷達雜波信號的可調性抑制、對雷達目標進行跟蹤預測以及實時顯示。同時，該系統(tǒng)具有友好的人機交互界面，方便用戶對雷達的操作和控制，實現(xiàn)船用雷達導航和避碰功能。在本

2、課題的研究與開發(fā)中，本文完成了以下工作：
　　1)詳細介紹了船用雷達ARPA系統(tǒng)原理。首先介紹了各種傳感器信號的預處理方法及其必要性，然后介紹了目標檢測、錄取和跟蹤的原理及方法，接著介紹了目標參數(shù)的自動計算及危險判斷與報警，最后介紹了船用雷達試操船功能。
　　2)結合數(shù)字船用雷達工作原理，討論了基于ARM技術的數(shù)字船用雷達ARPA系統(tǒng)的總體要求及總體設計方案，同時分析了系統(tǒng)設計中的雷達數(shù)據傳輸和掃描坐標變換兩個關鍵問題，并給

3、出了解決方案。此外還分析了嵌入式軟件總體設計方案并對軟件系統(tǒng)進行了模塊劃分。
　　3)詳細介紹了ARPA算法的研究與設計。通過對雷達雜波抑制算法進行建模、分析以及仿真，選取了適合本系統(tǒng)的雜波抑制算法；接著介紹了雷達信號積累算法，通過信號積累能夠有效地提高脈沖信號的信噪比，從而有利于改善船用雷達目標檢測性能；然后介紹了目標點跡形成與處理相關原理；通過對傳統(tǒng)的α-β濾波算法、極坐標系以及直角坐標系下的自適應α-β濾波算法進行仿真比較，

4、選取了具有較好跟蹤能力、更高跟蹤精度的自適應α-β濾波算法。
　　4)完成ARPA系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。通過建立交叉編譯環(huán)境以及嵌入式Qt應用程序的實現(xiàn)，構建了ARPA系統(tǒng)Qt/Embedded開發(fā)平臺；結合雷達系統(tǒng)界面設計原則完成了雷達人機交互界面的設計與實現(xiàn)；最后著重介紹了雷達掃描顯示模塊、信號處理模塊、數(shù)據處理模塊的設計與實現(xiàn)，并通過實現(xiàn)效果圖進行了驗證。
　　本文完成了基于ARM技術的數(shù)字船用雷達ARPA系統(tǒng)的研究與設計