水下合作目标定位系统模拟软件的设计与实现

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1、分类号：：密级ＵＵＤＣ编号：：工学硕士学位论文水下合作目标定位系统模拟软件的设计与实现硕士研究生：高安琪指导教师：付进教授学科、专业：信息与通信工程论文主审人：惠娟教授哈尔滨工程大学２０１８年３月分类号：密级：0ＵＤＣ：编号：0工学硕士学位论文水下合作目标定位系统模拟软件的设计与实现硕士研究生：高安琪指导教师：付进教授学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2018年3月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex：U.D.C：

2、ADissertationfortheDegreeofM.EngDesignandImplementationofUnderwaterCooperateTargetPositioningSystemSimulationSoftwareCandidate：GaoAnqiSupervisor：Prof.FuJinAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission：Mar.2018DateofO

3、ralExamination：Mar.2018University：HarbinEngineeringUniversity水下合作目标定位系统模拟软件的设计与实现摘要水声定位与导航是水下目标跟踪的核心技术。随着全球各个国家对海洋资源开发和海洋权益的日益重视，水声定位与导航迎来了新的挑战和发展机遇。本文针对水下测控设备组网模拟器软件的相关问题进行了研究，完成了水下合作目标定位系统模拟软件的设计与实现。海洋环境错综复杂，为了尽可能的模拟真实的海洋环境。首先，基于射线声学理论，建立了在平整界面和分层海洋介质假设条件下的多途信道模型。建立了水下运动目标模型，研

4、究了基于内插拟合法的多普勒信号生成方法。水下合作目标定位系统组成平台庞大，为了逼真模拟系统完整的工作模式，在模拟软件中增添了信号检测与参数估计的模块。本文首先研究了单通道Notch滤波器的原理，研究了多通道Notch滤波器的结构特性，分别对多通道并行Notch滤波器和多通道串行Notch滤波器进行了性能分析。基于陷波和滤波功能组合使用的结构的设计思想，设计和构建了多通道自适应Notch滤波器滤波／陷波器组，实现了多个单频信号的分别提取。研究了瞬时频率方差检测器的原理和特性及基于瞬时频率方差检测器与包络检波、鉴宽器相结合的联合检测方法。水下合作目标定位系

5、统模拟软件是基于Qt在Windows系统下开发的应用软件。首先，根据水下测控设备组网系统中对于模拟软件进行了需求分析，设计并搭建了模拟软件的整体框架。基于软件模块化的设计思想，对各个模块的设计思想和实现关键手段进行了介绍。着重分析了模拟软件中的绘图模块、信号生成模块、信号检测模块等关键功能模块的设计思想和功能实现。实现了具自定义搭建环境模块、生成信号和检测信号并传输数据功能的模拟软件。为了充分的验证模拟软件中的各项功能和软件算法的正确性。与水下测控设备组网融合软件进行联调，验证模拟软件的功能性和稳定性。关键词：水声定位；多途信道；多普勒；信号检测与估计

6、；模拟软件水下合作目标定位系统模拟软件的设计与实现ABSTRACTUnderwateracousticpositioningandnavigationisthecoretechnologyofunderwatertargettracking.Withtheincreasingemphasisonoceanresourcesdevelopmentandmaritimerightsandinterestsinvariouscountriesaroundtheworld,underwateracousticpositioningandnavigationus

7、herinnewchallengesandopportunitiesfordevelopment.Themarineenvironmentisintricate,inordertosimulatetherealmarineenvironmentasmuchaspossible.Firstofall,basedonthetheoryofrayacoustics,thephysicalproblemsofunderwateracousticchannelaresimplified,andthemulti-pathchannelmodelundertheas

8、sumptionofflatinterfaceandstratifiedoceanmedium