被动声纳测距的改进研究

论文摘要

被动声纳测距的实现是通过使用水下的水听器组成的声基阵接收到噪声目标辐射的噪声信号来估算目标的距离、方位和速度等参数。被动声纳想要获得高精度的测距结果,最关键的因素是被动声纳要具有高精度的时延差估计技术。本论文的研究内容有两个部分：三元阵被动噪声测距技术的仿真和噪声测向、测距模块软件的实现。对于远距离的噪声目标,传统的被动噪声测距声纳利用K系数分配算法完成其被动定位,而对于近距离噪声目标就无法完成测距。面对传统声纳无法完成的近距离被动测距问题,本论文采用了相关峰直接测量的方法,解决了近距离测距模糊的问题,实现了被动声纳对噪声目标的全程测距。并通过有效的运用了基于自适应噪声抵消的参数估计器的后置处理方法,使得被动声纳能有效地对快速目标进行正常跟踪、测距。利用了Matlab仿真软件,对被动声纳的噪声测向、测距算法进行了仿真,并给出了不同阶段的仿真结果。最后,利用ADSP-TS101S芯片搭建的DSP硬件平台完成了被动测向、测距软件的研制,实现了被动声纳的定位功能,利用声纳目标环境模拟器完成了陆上联调实验,实验的结果证明了被动测向、测距模块的优良性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 立题背景及意义
• 1.2 被动声纳测距的发展概况
• 1.3 时延估计的发展概况
• 1.4 论文研究的主要内容
• 第2章 噪声测向、测距原理及仿真
• 2.1 概述
• 2.2 被动测向测距原理
• 2.3 数字滤波器
• 2.3.1 抗混叠滤波
• 2.3.2 分频段滤波
• 2.4 互相关器
• 2.5 时延差内插估计
• 2.5.1 四点内插原理
• 2.5.2 四点内插仿真
• 2.5.3 最大后验概率估计
• 2.5.4 方差加权
• 2.5.5 不同方位、不同信噪比目标的时延估计仿真
• 2.5.6 轨迹跟踪仿真
• 2.6 后置滤波器
• 2.6.1 α-β滤波器
• 2.6.2 自适应噪声抵消器
• 2.6.3 后置滤波仿真
• 2.7 本章小结
• 第3章 噪声测距系统在ADSP-TS101S上的实现
• 3.1 信号处理器
• 3.2 数字滤波模块
• 3.3 波束形成模块
• 3.4 测向模块
• 3.5 测距模块
• 3.6 试验结果
• 3.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢
• 附录A