海上搜救系统的研究与设计

论文摘要

在海上事故发生后的搜救过程中,搜救目标因远离海岸线而处于通信基站信号覆盖区域以外,搜救船只难以与其取得联系。GPS卫星定位系统因价格高,在国内小型渔船中得不到推广应用,故渔船和渔民在海上事故发生后的搜救问题一直没有有效解决。本课题基于无线电测向、测距技术开发低成本的海上搜救系统,利用无线电信标信号对落水者进行定位和跟踪,主要应用于渔民的海上事故救援,解决国内一直以来由于成本问题而困扰渔民的搜救问题。该搜救系统主要由天线、信标机、搜索机组成。采用多普勒测向技术和相位干涉仪测向技术相结合的方式设计测向系统,确保测向精度的同时简化了电路设计；选用低噪声、高增益收发器集成电路,通过优化接收机电路设计保证信号在海上的远距离传输；信标机的小型化、低功耗设计确保成本低廉、便于携带。本文详细描述了系统的总体设计、方案选取,并确定了系统指标；对各功能模块提出了详细的软硬件解决方案,并对关键指标进行了分析与验证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外海上搜救系统的发展状况
• 1.3 论文的内容及组织安排
• 第二章 海上搜救系统原理
• 2.1 海上搜救系统总体设计
• 2.1.1 系统工作原理
• 2.1.2 总体指标
• 2.2 测向方案分析与选择
• 2.2.1 幅度比较式测向体制
• 2.2.2 沃森—瓦特测向体制
• 2.2.3 干涉仪测向体制
• 2.2.4 多普勒测向体制
• 2.2.5 到达时间差测向体制
• 2.2.6 测向方案设计
• 2.3 测距方案设计
• 2.4 通信方案设计
• 2.5 主要指标和性能分析
• 2.5.1 调制方式
• 2.5.2 通信链路概算
• 2.5.3 最小作用距离估算
• 2.5.4 无线电测向误差分析
• 2.5.5 无线电测距误差分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 信标机的设计
• 3.1 主要技术指标
• 3.2 技术途径分析
• 3.2.1 工作模式
• 3.2.2 编码方式
• 3.3 技术设计方案
• 3.3.1 系统方案
• 3.3.2 软件设计流程图
• 3.4 其他相关设计
• 3.4.1 小型化设计
• 3.4.2 能耗设计
• 3.4.3 外壳设计
• 3.5 本章小结
• 第四章 搜索机的设计
• 4.1 供电子系统设计
• 4.2 通信子系统设计
• 4.2.1 通信子系统指标
• 4.2.2 通信子系统技术方案
• 4.3 测向子系统设计
• 4.3.1 测向子系统算法
• 4.3.2 测向子系统硬件方案
• 4.3.3 测向子系统链路噪声系数核算
• 4.4 显示子系统设计
• 4.4.1 显示子系统硬件方案
• 4.4.2 显示子系统显示方法
• 4.4.3 显示子系统软件
• 4.5 搜索机软件设计
• 4.6 本章小结
• 第五章 试验结果与数据分析
• 5.1 无遮拦的楼顶测试试验
• 5.2 水面测试试验
• 5.3 试用及验证试验
• 第六章 结束语
• 6.1 工作总结
• 6.2 后续工作计划
• 参考文献
• 致谢