水声被动定位系统PC机软件设计

论文摘要

本论文以水声被动定位系统为背景,内容包括目标跟踪理论分析、工程软件设计以及湖试试验数据处理。水声被动定位系统由海上浮标分系统和船载分系统构成,船载分系统包括计算机显控分系统和无线电遥控基站分系统。主控计算机不仅具有实时显示、记录目标轨迹及运动参数的功能,而且可进行系统自检与故障诊断、事后处理和回放等功能。系统利用矢量水听器阵纯方位被动定位技术测量目标水平运动轨迹,采用界面多途方法、垂直双阵元方法测量目标深度。界面多途方法利用直达声与海面一次反射声的时延差计算目标的深度;垂直双阵元方法是依据目标信号到达垂直的两个阵元的时延差计算目标的深度。事后的高精度处理采用时延差测量双曲面交汇定位技术,确保了实验中定位解算的可靠性。在工程软件设计方面,核心内容是系统实时跟踪软件和数据通信软件的设计,主控计算机与基站DSP之间的数据通信是通过USB端口结合RS232串口实现的;在数据处理方面,主要是标校水听器得到目标方位角以及定位精度的分析。论文的另一项主要工作是PC机显控软件的开发,软件基于Visual C++6.0开发平台。显控软件采用模块化设计思想,各模块由主控软件调用,方便软件的开发、调试和维护。另外,还进行了主控软件与各个功能模块接口软件部分的设计。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 水下定位系统的发展概况
• 1.3 被动式水声定位系统概述
• 1.4 论文来源及工作内容
• 第2章 水声被动定位系统
• 2.1 概述
• 2.2 系统主要功能
• 2.3 系统构成
• 2.3.1 浮标分系统
• 2.3.2 船载分系统
• 2.3.3 无线电通信链
• 2.4 本章小结
• 第3章 目标定位理论及精度仿真
• 3.1 纯方位测量被动定位基本原理
• 3.2 界面多途测深
• 3.3 垂直双阵元测深
• 3.4 双曲面交汇定位算法
• 3.4.1 同步定位原理
• 3.4.2 非同步定位原理
• 3.5 定位精度仿真
• 3.6 α-β滤波方程
• 3.7 本章小结
• 第4章 PC机软件设计
• 4.1 PC机软件组成
• 4.2 显示视图组成
• 4.3 数据结构
• 4.3.1 帧数据存储方法
• 4.3.2 解算数据选取方法
• 4.3.3 帧数据链表
• 4.3.4 目标位置信息
• 4.3.5 解算结果信息
• 4.4 PC机与基站DSP通信接口
• 4.4.1 数据通信流程
• 4.4.2 端口数据打包分解
• 4.5 PC机软件功能模块设计
• 4.5.1 系统初始化
• 4.5.2 通信控制
• 4.5.3 目标跟踪
• 4.5.4 纯方位定位技术工程实现
• 4.5.5 轨迹回放
• 4.5.6 事后处理
• 4.6 本章小结
• 第5章 湖试结果
• 5.1 水听器标校
• 5.2 湖试定位结果
• 5.3 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