挖泥船用超聲波測深儀研究.pdf

1、挖泥船在疏浚過程中需要經(jīng)常測量河道、湖泊等作業(yè)現(xiàn)場的深度，從而進(jìn)行挖泥船工作效果和工作量的評估。傳統(tǒng)測深工具針對的主要是水域較清澈，深度較大的測深環(huán)境，一般不大適用挖泥船的作業(yè)環(huán)境如深度較淺、水域較渾濁和懸浮物眾多等等。因此挖泥船作業(yè)水域測深，除了常規(guī)的干擾外，還要考慮另外兩個(gè)因素，一個(gè)是水域混濁和懸浮物造成的假回波；一個(gè)是較淺水域造成的多次回波以及較淺水域到深水域的適應(yīng)性。總的來說挖泥船作業(yè)水域測深不僅僅是抗干擾的問題，而且是真假回波

2、的甄別問題。 目前市面尚無針對挖泥船以及類似工作環(huán)境而開發(fā)的測深儀。基于這一情況，研究了挖泥船作業(yè)水域的水文特性和在各種特殊環(huán)境下回波的特性，針對這些特性設(shè)計(jì)了相應(yīng)的時(shí)間延遲估計(jì)算法，提出利用最小方差對回波進(jìn)行甄別的思想，通過考察回波包絡(luò)與參考回波包絡(luò)的相似度來確定真正的回波，該方法有效地提高了挖泥船作業(yè)環(huán)境下深度測量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度。最后課題進(jìn)行了超聲波測深儀的設(shè)計(jì)，試驗(yàn)證明該測深儀器在挖泥船作業(yè)水域或者是類似水域中有比較好的

3、適應(yīng)性。論文主要章節(jié)安排如下： 第一章論述了目前國內(nèi)外超聲波測深技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展，著重對挖泥船或者是類似工作環(huán)境下超聲波測深現(xiàn)狀進(jìn)行了考察。簡要介紹了超聲波時(shí)間延遲估計(jì)的現(xiàn)有理論，初步分析了挖泥船作業(yè)水域的水文特點(diǎn)以及測深難點(diǎn)，同時(shí)對挖泥船作業(yè)水域測深的現(xiàn)狀進(jìn)行闡述。 第二章論述了超聲波的性質(zhì)以及產(chǎn)生、超聲波測深過程以及收發(fā)波的基本特性，分析了挖泥船工作水域的水文特性以及該水域的特殊情況對超聲波測深的影響，最后根據(jù)前面分

4、析給出了測深儀的總體設(shè)計(jì)。 第三章從現(xiàn)有時(shí)間延遲估計(jì)理論的優(yōu)劣出發(fā)，詳細(xì)地論述了自適應(yīng)時(shí)間延遲估計(jì)理論以及其在挖泥船作業(yè)水域進(jìn)行時(shí)間延遲估計(jì)的優(yōu)勢。在分析了挖泥船工作環(huán)境以及自身特點(diǎn)的情況下，設(shè)計(jì)了適合本課題的自適應(yīng)時(shí)間延遲估計(jì)算法。為了形象地驗(yàn)證算法的效果，進(jìn)行了相應(yīng)的仿真。 第四章講述了挖泥船用超聲波測深系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，詳細(xì)闡述了收發(fā)電路、控制電路的組成、設(shè)計(jì)、作用以及電氣系統(tǒng)的防干擾處理。 第五章對本系統(tǒng)的