【硕士论文】多普勒测速技术研究及实现.pdf

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文多普勒测速技术研究及实现姓名：张咏霞申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：田坦2001.3.1哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要I多普勒计程仪是根据声波在水中的多普勒效应原理而制成的一种精密测速釉P算航程的仪器。多年来，它一直是船用导航设备的重要组成之一。近年来，在声基阵方面，相控阵技术的应用从原理上消除了声速补偿问题，大大提高了传统多普勒计程仪的性能。本论文就是针对相控阵多普勒计程仪，围绕着它的铡速方案的研究、设计与实现展开的。-一本文主要研究工作包括：对多普勒计程仪中几种常用的频率测量方法进行了比较研究；并在由本项目组自行开发的一套以T

2、MS320C40DSP芯片为核心处理器的通用信号处理系统上，编制了相应的应用软件，进行了水池试验；最后对水池试验的数据进行处理，得出结论。在频率估计算法方面，本文重点研究了过零检测法、准正交采样法、自适应法、复协方差法这四种方法，对它们估计的偏差、标准差及运算量进行了比较。结合计算机在不同条件下的仿真结果，证明了过零检测法和复协方差法具有较好的性能。在应用软件的编制上，本文完成了DSP软件的编制，成功实现了数据的采集、存储、频率的解算以及与计算机的交互等功能。永池试验将实时处理结果与后置处理结果相比较，有力地证明了系统的准确性和可靠性。、本文为进一步进行相控阵多普勒测速技

3、术的研究提供了有益的启示。y—～，关键词：计程仪{多普勒；相控阵；频率估计：DSP●哈尔滨工程大学硕士学位论文AbstractDopplerlogisapreciseinstnunenLwhichisusedtomeasureshipvelocityandcalculateitsvoyageonthetheoryofDopplereffectofsounds,V{tVeinwater．Ithasbeenanimportantequipmentofshipnavigationsystemformanyyears．Inrecentyears．becauseoftheappli

4、cationofphased-arraytechniqueonsounderarray，theproblemofsoundvelocitycomtm'asationhasbeensolvedintheory，whichhasgreatlyimprovedtheperformanceofthetmdifiona／Dopplerlog．Inthisthesis,weresearched011thevelocitymeasurementofDopplerloganditsImplementation．n坞maintasksofthisthesisarc：comparingsom

5、efrequencymeasurementmethodsfrequentlyusedinDopplerlog；implementingthem011thegeneralsignalprocessingsystemdevelopedbyoLirteamwithaTMS320C40DSPchip；checkingonemedaodinapooltrial，processingthetrialdataandreachingsomeconclusions．Asforthefrequencyestimationmethods，thisthesisstudiedfouralgorit

6、hm：Zero．-CrossingAlgorithm，AdaptiveAlgorithm，andComplexCovarianceAlgorithm,andcomparedtheirbiasandmeansquareerror．nesimulationresultsunderdifferentconditionsprovedthattheZero-CrossingAlgorithmandComplexCovarianceAlgorithmhadmoreadvantagesOnestimation．Asforthesoftwareimplementation，Wehavea

7、ccomplishedasetofDSPsoftware，whichsuccessfullyrealizedthedatacollecting，storage，frequencycalculatingandcomputerinteractiveoperation．Inpooltrial，Wecomparedthered-timeresultswiththepostprocessingresults，whichprovedthesystemtobeaccurateandreliable．Wehopethestudywouldbe