主被动水声定位系统基站设计

论文摘要

水声定位系统在海洋科学领域应用广泛,但原有系统大多或设备庞大、操作复杂,或作用范围小、精度低,很难真正满足使用需求。水声学、数字信号处理、通信理论的逐步成熟,电子技术如DSP、FPGA、DGPS、DSSS等技术的发展,为我们提供了开发更先进定位系统的可能。主被动水声定位系统利用GPS浮标构成水下定位框架。被动方式定位系统通过测量水下目标噪声源波达方向,利用纯方位交汇方法解算目标水平位置;主动方式利用水下合作目标声源信号抵达时间,通过双曲面交汇方法解算目标位置。各浮标的测量数据需要传输到主控计算机,由主控计算机进行综合、解算。无线微波通信可实现船载基站对浮标的远距离遥控及浮标数据的回传,进而实现大范围的水声定位。如何实现利用无线电进行数据传输以及如何保障无线电数据通信的可靠、稳定是本文的主要任务,它包括DSP微处理器和可编程逻辑器件FPGA等硬件接口的实现,基站平台链路层、网络层及应用层协议的设计与实现。本论文的研究工作主要是主被动水声定位系统基站平台的软硬件设计、实现。主要包括:1、基站平台硬件的设计与调试;2、DSP和FPGA软件的设计与调试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 水声定位系统现状
• 1.3 相关技术发展概况
• 1.3.1 数字信号处理技术
• 1.3.2 可编程逻辑技术
• 1.3.3 扩频通信技术
• 1.4 论文研究内容
• 第2章 主被动水声定位系统
• 2.1 概述
• 2.2 定位原理
• 2.2.1 被动方式定位原理
• 2.2.2 主动方式定位原理
• 2.3 系统功能及总体结构
• 2.4 本章小结
• 第3章 无线电通信基站硬件设计
• 3.1 概述
• 3.2 基站硬件组成
• 3.2.1 数字信号处理器
• 3.2.2 现场可编程门阵列
• 3.2.3 直接序列扩频电台
• 3.2.4 全球定位系统
• 3.2.5 电源芯片
• 3.3 本章小结
• 第4章 无线电通信基站软件设计
• 4.1 概述
• 4.2 基站 FPGA程序设计
• 4.2.1 逻辑设计需求分析
• 4.2.2 设计思想
• 4.2.3 接口的实现
• 4.3 基站 DSP程序设计
• 4.3.1 设计思想
• 4.3.2 主程序设计
• 4.3.3 中断程序设计
• 4.3.4 功能子模块设计
• 4.4 本章小结
• 第5章 湖试结果
• 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