本文從帶寬、信噪比、通信距離、時(shí)域分辨能力、定位精度等方面介紹了超寬帶水聲信號(hào)與傳統(tǒng)射頻信號(hào)的異同。分別介紹了USBL(超短基線)定位、SBL(短基線)定位、LBL(長(zhǎng)基線)定位三種不同的水下聲學(xué)定位系統(tǒng)及其優(yōu)缺點(diǎn),并重點(diǎn)分析了超短基線水聲定位系統(tǒng)收發(fā)裝置的主要結(jié)構(gòu)以及其定位的方式原理。從海水溫度、海水靜壓力以及鹽度等主要影響因素分析了海水中聲速規(guī)律,得到了普遍的淺海負(fù)梯度深海正梯度的聲速剖面。再通過(guò)斯奈爾定律分析淺海負(fù)梯度深海正梯度的聲速剖面,得到了先凸后凹S形曲線的深海聲線形狀。通過(guò)均勻介質(zhì)聲線偏移模型以及非均勻介質(zhì)聲線偏移模型分析了水流對(duì)聲線造成的影響,得到了定位目標(biāo)總的偏移量的范圍。仿真分析得出深海聲線隨著掠射角的減小,聲線由豎直方向逐漸貼近海面的位置,傳播的水平距離逐漸增加,且彎曲程度逐漸增加,聲線疏密程度逐漸變疏,并分析淺海中的聲線無(wú)法掃到而產(chǎn)生的定位盲區(qū)。對(duì)比分析了采用零梯度聲速剖面和常梯度聲速剖面對(duì)超短基線定位算法的結(jié)果產(chǎn)生的影響。先提出了切線逼近法、切弧線逼近法兩種超短基線定位的迭代逼近算法,對(duì)比分析了切線逼近法和切弧線逼近法到達(dá)時(shí)間誤差的正負(fù)性以及逼近速度,再通過(guò)分... 

【文章來(lái)源】：海南大學(xué)海南省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

UWB帶寬示意圖

一種基于水聲超寬帶信號(hào)的深海超短基線定位算法研究4超寬帶水聲信號(hào)窄脈沖具有多種類型，如下為其中一種的時(shí)域表達(dá)式：(1-3)其中為中心頻率，則此類型窄脈沖的時(shí)域形狀如下圖：圖2超寬帶水聲信號(hào)窄脈沖示意圖Fig.2SchematicdiagramofUWBunderwateracousticsignalwithnarrowpulse則其頻域表達(dá)式為：(1-4)則其頻譜如下圖：圖3超寬帶水聲信號(hào)窄脈沖頻譜示意圖Fig.3SchematicdiagramofUWBunderwateracousticsignalnarrowpulsespectrum可以看出窄脈沖為微秒至毫秒級(jí)，帶寬為30到40，頻率不超過(guò)100。不超過(guò)100僅僅只對(duì)于該窄脈沖來(lái)說(shuō)的，有很多水聲系統(tǒng)的帶寬或者頻率是工作在高頻的，如高頻聲學(xué)成像系統(tǒng)，多普勒測(cè)速系統(tǒng)，超聲成像系統(tǒng)等等。以此類型窄脈沖為發(fā)射的水聲信號(hào)，則接收信號(hào)為：(1-5)其中為水聲信道的沖激響應(yīng)，為水聲信號(hào)從發(fā)射到接收的延時(shí)，即水聲信號(hào)的傳播時(shí)間，為接收噪聲，可簡(jiǎn)化為高斯白噪聲。

一種基于水聲超寬帶信號(hào)的深海超短基線定位算法研究4超寬帶水聲信號(hào)窄脈沖具有多種類型，如下為其中一種的時(shí)域表達(dá)式：(1-3)其中為中心頻率，則此類型窄脈沖的時(shí)域形狀如下圖：圖2超寬帶水聲信號(hào)窄脈沖示意圖Fig.2SchematicdiagramofUWBunderwateracousticsignalwithnarrowpulse則其頻域表達(dá)式為：(1-4)則其頻譜如下圖：圖3超寬帶水聲信號(hào)窄脈沖頻譜示意圖Fig.3SchematicdiagramofUWBunderwateracousticsignalnarrowpulsespectrum可以看出窄脈沖為微秒至毫秒級(jí)，帶寬為30到40，頻率不超過(guò)100。不超過(guò)100僅僅只對(duì)于該窄脈沖來(lái)說(shuō)的，有很多水聲系統(tǒng)的帶寬或者頻率是工作在高頻的，如高頻聲學(xué)成像系統(tǒng)，多普勒測(cè)速系統(tǒng)，超聲成像系統(tǒng)等等。以此類型窄脈沖為發(fā)射的水聲信號(hào)，則接收信號(hào)為：(1-5)其中為水聲信道的沖激響應(yīng)，為水聲信號(hào)從發(fā)射到接收的延時(shí)，即水聲信號(hào)的傳播時(shí)間，為接收噪聲，可簡(jiǎn)化為高斯白噪聲。


本文編號(hào)：2911416