基于四元十字阵的声被动定位研究

论文题目: 基于四元十字阵的声被动定位研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 通信与信息系统

作者: 刘小刚

导师: 许建中

关键词: 声被动定位,时延估计,定位算法,卡尔曼滤波,误差分析,实现

文献来源: 南京理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 本论文是在结合总装备部的某技术研究项目而展开工作的。论文针对当前国内外定位研究现状,选择了利用目标噪声信号来实现对目标进行定位,并分析了低空和近地面典型目标的噪声特性。在论文研究中,主要就四元十字阵的声被动定位的时延估计和定位算法进行了较为深入的研究,系统地分析了定位误差产生的原因以及定位误差公式的推导,并对声定位系统进行了仿真计算和硬件设计。时延估计是声被动定位的关键。本文采用最大似然权函数的广义互相关时延估计算法来估计各传声器的时延,并提出一系列措施来提高时延估算精度,通过一系列后置处理使得时延估计误差大大的降低,同时基于时延的定位误差也相应的减少。本论文对声定位算法进行了大量的Monte—Caro仿真实验,实验表明在现有的时延估计精度下,系统的定向精度基本满足了要求。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

1 绪论

1．1 研究背景及声探测特点

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究情况

1．2．2 国内研究情况

1．3 本人在课题中承担的任务和完成的主要工作

2 大气中声传播规律及目标噪声特性

2．1 声波的传播规律

2．1．1 计量声波的物理量

2．1．2 声波传播模型

2．1．3 声波传播过程中的衰减、反射和折射

2．2 目标噪声特性

2．2．1 坦克等装甲履带车噪声产生机理

2．2．2 直升机的噪声产生机理

2．2．3 实测目标噪声信号和功率谱

3 定位原理与定位系统

3．1 定位原理

3．2 定位系统

4 时延估计与定位算法

4．1 时延估计

4．1．1 时延估计方法

4．1．2 时延算法的选择

4．1．3 提高时延精度的方法

4．2 基于时延的最小二乘估计

4．2．1 最小二乘估计(算法)

4．2．2 定位算法

5 定位仿真和误差分析

5．1 目标信息的产生

5．1．1 伪随机白噪声的产生

5．1．2 信噪比设定

5．1．3 目标噪声信号的设定

5．1．4 理论时延的生成

5．2 系统仿真

5．2．1 目标噪声信号产生

5．2．2 时延仿真计算

5．2．3 定位仿真

5．2．4 定位仿真结果

5．3 误差分析

5．3．1 误差来源

5．3．2 方位角误差分析

5．3．3 俯仰角误差分析

5．3．4 距离误差分析

6 被动定位的 DSP实现

6．1 DSP概述

6．1．1 DSP结构

6．1．2 TMS320C54x DSP简介

6．2 硬件电路设计

6．2．1 电源模块的设计

6．2．2 时钟设计

6．2．3 硬件复位设计

6．2．4 仿真接口设计

6．2．5 数据采集电路设计

6．3 软件设计

6．3．1 程序设计中的数据格式

6．3．2 软件设计流程

结论

致谢

参考文献

附录A Cramer-Rao不等式

附录B 高斯噪声情况下，最小二乘估计等价于最大似然估计

发布时间: 2005-09-12

参考文献

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基于四元十字阵的声被动定位研究

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