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超短基线定位系统显控及算法实现技术研究

作　者: 赵民召
导　师: 张殿伦
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 水声工程
关键词: acoustic positioning ultra short base line display console simulation console calibration
分类号: U666.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 98次
引　用: 1次
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内容摘要

Ultra Short Base Line Position System (USBL) is an underwater acoustic positioning system which realizes position, track and data communication with cooperative multi-target. USBL works at mode of response.The content including the realization of target’s position computation algorithm on TMS320C6416DSP chip, the design and realization of real-time simulation console and the creation of display console with the realization of array installation calibration algorithm is detailed in the paper.Master slave frame contained three TMS320C6416 chips is adopted. The master DSP is responsible for computing. The target’s position is figured out after data of compass, GPS and two slave DSPs are acquired. Then all the information worked out is sent to the display console for show.The simulation/display software is composed of the simulation console and display console. The simulation console not only supplies the system with various real-time simulative data, but also provides information’s show for operator’s convenience. The display console takes charge of control and show in real time. And the calibration module’s realization on the display console makes the system be capable of doing array installation calibration at any moment. The simulation/display software is developed under the environment of Visual C++. According to the traits of system, multi-buffer with control plotting technology is introduced combining multi-thread technology, which makes plotting efficiency improved and multiple images showed with high quality in parallel way.Through testing of experimental data and simulation, position of multi-target and calibration are available. Meanwhile all software’s steady long-working is tested. besides, the technologies and algorithms realized are all validated.

全文目录

ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-17
  1.1 论文背景及意义  9-10
  1.2 水声定位系统发展与现状  10-14
  1.3 超短基线定位系统简介  14-16
    1.3.1 系统概述  14-15
    1.3.2 系统主要功能  15
    1.3.3 系统性能指标  15
    1.3.4 系统总体结构  15-16
  1.4 论文内容安排  16-17
第2章超短基线定位系统的水声定位原理  17-33
  2.1 系统定位原理  17-20
    2.1.1 超短基线基本定位原理  17-18
    2.1.2 高精度相位差定位原理  18-20
    2.1.3 定位误差分析  20
  2.2 系统声线修正原理  20-26
    2.2.1 分层介质的射线声学理论  20-24
    2.2.2 系统声线修正方法  24-26
  2.3 系统基阵校准原理  26-32
    2.3.1 系统基阵安装误差  26
    2.3.2 旋转矩阵和坐标转换  26-29
    2.3.3 系统基阵校准方法  29-32
  2.4 本章小结  32-33
第3章超短基线定位系统位置解算与实现  33-46
  3.1 开发环境与硬件结构  33-35
    3.1.1 开发环境  33
    3.1.2 硬件结构  33-35
  3.2 软件组织结构  35
    3.2.1 工作流程  35
    3.2.2 功能模块的划分  35
  3.3 通信管理模块  35-40
    3.3.1 通信协议  35-36
    3.3.2 数据采集  36-38
    3.3.3 信息解析  38-40
    3.3.4 上传数据  40
  3.4 位置解算模块  40-45
    3.4.1 经纬度坐标与地理位置坐标的转换  40-43
    3.4.2 相位修正  43-44
    3.4.3 解算目标位置  44-45
  3.5 本章小结  45-46
第4章超短基线定位系统仿真/显控软件的设计  46-66
  4.1 软件简介  46-48
    4.1.1 软件的开发环境  46
    4.1.2 软件的需求分析  46-47
    4.1.3 软件工作流程  47-48
  4.2 仿真平台  48-56
    4.2.1 仿真平台的结构  48-50
    4.2.2 仿真平台模块  50-56
  4.3 显控平台  56-58
    4.3.1 显控平台的结构  56-57
    4.3.2 基阵校准模块  57-58
  4.4 程序设计的关键技术  58-65
    4.4.1 多线程技术研究  58-61
    4.4.2 绘图方法研究  61-65
  4.5 本章小结  65-66
第5章系统的仿真和实验结果  66-71
  5.1 显控的实验结果  66-67
  5.2 基阵校准的仿真结果  67-68
  5.3 定位系统性能的仿真结果  68-70
  5.4 本章小结  70-71
结论  71-73
参考文献  73-76
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  76-77
致谢  77

超短基线定位系统显控及算法实现技术研究

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