一、长基线水声导航系统收发机硬件电路设计（论文文献综述）
李国柱[1]（2021）在《低功耗导航授时一体化潜标的设计与实现》文中研究表明
刘其铭[2]（2021）在《基于双惯导的水下机器人定位导航技术的研究与实现》文中研究表明水下机器人已经广泛的应用于诸多领域,能够代替人类完成探测检修任务,是海洋探索、河流水利工程检修、险情处置的重要工具,这不仅保障了相关人员的生命安全,也拓展了任务可实施的深度和广度。高精度的定位导航系统是水下机器人完成相关任务的生要前提,目前一些中小型机器人采,用GPS浮标和惯导结合的导航方式,但在有些GPS信号较差的场合,需要惯导系统短时、短距离的独立工作,如何提高惯导系统的导航精度是研究重点。本文在已有的应用于水体水质调查和水下建筑物巡检的水下机器人平台上,采用两套MEMS惯性传感器,开展基于双惯导的水下机器人定位导航技术研究,包括双惯导定位导航系统电子硬件设计、双惯导信息融合算法研究和定位导航系统软件开发等工作。首先介绍捷联惯导技术的基本原理,根据本文采用的导航坐标系选择合适的载体坐标系。着重分析惯导系统误差来源,建立捷联惯导系统的误差模型,作为双惯导信息融合建模的理论基础。根据本文中水下机器人总体硬件体系结构,以及双惯导定位导航系统设计要求,对惯性器件进行选型和性能分析,研制了双惯导传感模块,包括硬件电路和软件程序的设计。针对MEMS陀螺仪无法感知地球自转速度,无法采用传统的陀螺仪结合加速度计初始对准方法,本文采用了磁强计辅助加速度计的惯导系统粗对准方法。为了提高水下机器人定位导航精度,重点介绍基于卡尔曼滤波器的双惯导数据融合方法。根据捷联惯导系统误差模型,选择适合双惯导系统的状态空间模型,分别设计系统的状态方程和量测方程,详细说明了卡尔曼滤波器反馈校正的过程,最后通过陆上动态实验证明系统模型设计的合理性和正确性。对应于机器人总体硬件体系结构,提出了水下机器人软件设计方案,采用基于ROS的双惯导水下机器人定位导航节点设计,增加了双惯导串口节点和定位导航节点程序,完善了人机交互节点程序设计。为了方便水下机器人软件使用和未来功能提升,配置了多节点启动文件。优化了操作人员监控界面,使导航信息接入监控界面并完成显示。搭建安装了双惯导导航系统的水下机器人平台,完成水池实验,通过多组实验证明,双惯导导航系统相较于单惯导系统在实际路轨迹偏差和各误差方面都有所改善,基于双惯导的定位导航系统基本满足水下机器人局部定位的要求。
郑亚猛[3]（2020）在《基于Zynq的多通道数据采集存储平台设计》文中指出随着人类社会的发展,陆地上的资源不断被开发,人们对海洋中的丰富资源的需求显得更为迫切,为了进一步探索海洋环境研究海洋科学,各类声呐探测系统应运而生;其主要完成对水下目标的探测、识别、定位等功能,可以帮助人们探索未知水域的水下环境与生物等。同时伴随着科学的进步,人类对海洋中各种未知领域的探索也在逐渐深入,因此对水下探测系统的功能也就提出了更高的要求。本文主要完成了一款矢量目标探测系统上基于Zynq的多通道数据采集存储平台的设计,包括硬件与软件设计两部分。其中硬件由模拟与数字两部分组成,并依据其电路功能分为了四个单元电路,分别是接收机单元,模数转换单元,核心控制单元以及电源管理单元;其中接收机单元电路是模拟部分的主体电路,主要完成对水下声信号的采集与调理（包括放大、滤波等功能）;数字部分则选用AC7010（Zynq）核心板作为主控板卡,辅以核心板外围接口电路、模数转换电路来完成数据的采集存储功能;系统各部分的供电由电源管理单元提供。软件部分则由Zynq核心板内部的FPGA与ARM两部分组成。在FPGA逻辑端完成对各个功能模块的逻辑程序设计、时钟管理,实现对多路数据的采集、打包与缓存功能;在ARM程序端完成原始数据存储与网络数据传输功能,二者通过Zynq核心板内部AXI总线接口来完成信息、数据的交互;完成探测系统对数据的采集、存储、传输等功能。设计实现后,对探测系统功能进行验证,在模拟部分对接收机一致性、通频带与数据采集功能进行测试;在数字部分对数据存储功能与网络传输功能进行验收;得到结论各参数均达到探测系统设计的技术指标。最后通过湖试的数据对系统的功能及稳定性进行了进一步的验证,观察在实验水域下探测系统的工作状态与值得改进的地方。
赖学琼[4]（2018）在《多UUV动态自定位系统软硬件设计与实现》文中认为多UUV（Unmanned Underwater Vechile）动态自定位技术研究是满足UUV采样等水下自主作业应用需求的必然趋势,水下自主作业的特殊性（自主性、智能化、低功耗、小型化等）要求UUV自定位技术减少人为干预、快速响应,要求UUV自定位设备体积小、功耗低、布放简单。目前,可用于多UUV动态自定位的技术和设备只有长基线（LongBaseLine,LBL）定位系统等为数不多的选择,但是LBL需要布放的节点多、周期长、成本高、风险大,位置校准复杂繁琐,难以满足多UUV长期水下自主作业应用。为此,本文提出一种基于逆超短基线（invertedUltra-Short BaseLine,iUSBL）的多UUV自定位技术,其布署效率更高、功耗更低、自主性更强、成本更经济,重点开展自定位原理、硬件软件设计与实现以及系统集成和实验验证等研究。首先,从UUV自定位原理出发,推导逆超短基线声收发器中斜基线和正基线的自定位表达式,重点分析单一类型基线定位性能并通过多类型基线定位融合扩展定位覆盖范围提高定位性能,探讨该系统基于深度信息的免询问快速自定位方法及其性能。其次,在系统实现总体框架基础上,着重研究逆超短基线的硬件软件设计与实现,提出硬件软件详细设计要求,深入分析传感器和电路等硬件性能,然后通过matlab开发逆超基线系统应答信号收发处理的仿真软件,并且分别用Verilog硬件描述语言和C语言在FPGA和DSP嵌入式硬件平台上实现CW、MFSK、DSSS+BPSK等多种信号形式的收发功能。最后,在系统硬件软件实现基础上,完成各模块独立调试和系统集成联调测试,设计详细消声水池实验方案并完成实验验证,对水平360度全方位进行精确的源方位测量,利用MFSK信号解决波束形成栅瓣导致的空间方位模糊问题。通过基于逆超短基线的UUV自定位原理、硬件软件、系统集成与实验验证等研究,已具备逆超短基线雏形,初步达到多UUV自定位研究初衷,为进一步深入研究提供一定参考。
兰天[5]（2017）在《长基线浮标定位系统基站设计》文中研究说明长基线浮标定位系统作为水下靶场设备中的典型代表,对于水下兵器研制以及国防建设发挥重大作用,其主要构成包括显控分系统、基站分系统、海洋浮标阵系统以及无线电网络系统等。长基线浮标定位系统发展至今历经多次升级,现已广泛应用于国防项目中,基站分系统作为其重要组成部分实现了诸多功能。本文对以往长基线浮标定位系统基站进行总结分析,设计并完成了一套具有创新性、实用性,适用于各类长基线浮标定位系统的基站。长基线浮标定位系统利用GPS浮标构成水下定位框架,利用不同交汇方法解算目标位置,各浮标的测量数据需传输至显控计算机进行综合、解算。无线电通讯链路可实现船载基站对浮标的远距离遥控及浮标数据的回传,进而实现大范围水声定位。同时,船载基站还需提供通信母船坐标实现自定位,结合GPS在同步模式下输出同步周期秒脉冲,对加密数据进行解密等。本论文的研究工作主要是长基线浮标定位系统基站平台的软硬件设计、实现。主要包括:1、选择以Zynq为核心的MiroZed开发板,利用FPGA实现同步输出及数据解密,利用ARM实现Linux操作系统的移植及应用层功能。2、设计定位模块获取GPS信息,调试相关接口,实现系统自定位与同步。3、选择无线电电台及其它硬件模块,设计接口板完成相应设计,实现相应功能。完成上述工作,并最终形成完整设备,新设备较以往具有便携、易操作、作用范围大、精度高、通用性强、设计灵活等诸多优势,作为分系统应用于多套长基线浮标定位系统中。经过多次湖海试验证,完全符合指标要求,也为长基线浮标定位系统的整体改进提供了参考。
李昭[6]（2016）在《贝叶斯反演在高精度水声定位中的应用研究》文中研究说明随着水声定位技术的不断发展,目前水声定位系统已经基本具备了与全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）类似的定位、导航及测量功能。然而由于复杂海洋环境、多种系统误差及模型近似误差的影响,水声定位的精确度与GNSS相比仍存在几个量级的差距,从而阻碍了海底测地作业（Seafloor Geodesy）的进一步发展。本文以海底测地作业对海底应答器准确静态定位与水下潜器准确动态定位两类高精度水声定位问题的需求为背景,研究了利用贝叶斯联合反演估计并补偿背景信息误差与模型近似误差的方法,实现了在非准确声速剖面条件下对应答器地理坐标的准确定位,提高了长基线水声定位系统在非准确参考坐标条件下对运动潜器轨迹的定位精确度。对于声源坐标反演问题,信号传播的准确正演建模是高精准定位的前提。本文建立了基于射线声学理论的以声线传播时间为观测量的高精度水声定位模型,有效地修正了声线弯曲传播对定位准确度的影响。在此基础上推导了线性化贝叶斯反演策略下目标坐标后验概率密度的解析表达式。针对声速剖面测量偏差使应答器地理坐标标定结果不准确的问题,提出了应答器地理坐标与声速修正量联合反演算法。该算法将声速偏差量视为未知模型参数与应答器地理坐标联合反演,并通过采用多掠射角测线与精准压力传感器数据提供充分有效的数据与先验信息,降低了应答器深度与声速修正量之间强相关性对反演稳健性的影响。仿真与湖试数据处理结果表明:该算法与仅依赖对称观测的常规标定方法相比,能够有效地补偿声速偏差对应答器标定的影响。湖试中该算法将应答器深度定位准确度由常规方法的0.046±0.003 m提高到了 0.004±0.003 m,其有效性得到了充分的验证。进一步,针对应答器标定作业过程中声速剖面随时间变化的问题,提出了应答器地理坐标与时变声速补偿量的联合反演算法。该算法利用时间窗对观测数据进行划分,利用不同的声速剖面等效修正量补偿各时段内的时变声速影响,并将该时变声速的等效修正量与应答器位置进行联合反演。仿真与海试结果表明:该算法能够有效地弥补现有“两步式”方法的不足,准确地反演声速剖面的时变趋势与应答器坐标。海试中该算法将应答器深度与时变声速反演平均误差分别减小至0.093±0.032 m与0.056±0.026 m/s的同时,还极大地提高了反演计算的收敛速率。针对长基线定位中应答器坐标误差导致的参考坐标不准确问题,采用了潜器轨迹与应答器坐标联合反演算法。该算法将应答器坐标与潜器轨迹进行联合估计,并通过先验信息提供了定位参考坐标系信息。仿真与海试结果表明:该算法能够有效地补偿应答器地理坐标误差的影响,正确地估计潜器定位结果的后验可信度区间,并提高潜器轨迹的定位准确度。采用该算法后海试中长基线定位误差为2.5±0.9 m,优于常规定位方法因忽视应答器坐标误差而产生过大误差（6.9±2.8m）。针对潜器轨迹与应答器坐标联合反演算法中将潜器设定为静态而产生的模型近似误差问题,提出了运动潜器轨迹、应答器坐标与测时修正量的联合反演算法。该算法仅利用声学测时数据补偿了潜器的运动影响:在补偿应答器坐标误差的基础上引入了测时修正量,并通过与运动潜器轨迹的联合反演改正了静态模型的模型近似误差。针对反演中的欠定问题,利用准确估计的模型参数先验估值补足了观测数据中缺失的信息,实现了高维度模型参数的准确反演。仿真与湖试结果表明:该算法能够有效改正静态模型对测时数据使用不准确的问题,提高长基线系统对运动潜器定位的准确度。湖试中该算法将长基线对运动潜器的平均定位误差由0.19±0.14 m显着地减小到0.034±0.014m,成功地达到了补偿运动潜器影响的目的。
高英杰[7]（2016）在《基于水声网络节点的合作式目标定位系统设计》文中指出伴随人类在海洋工程领域的不断发展,对水下定位技术的需求也越发迫切,在很多场合下,还需保证被定位目标的隐蔽性,比如潜艇的自定位。对此,本文设计了一套合作式目标水声定位系统,把具有时延测量、定位信号同步发射等功能的水声网络节点作为固定节点,利用节点之间的通信功能实现定位过程中的参数传递。“合作式目标”是针对被定位节点而言,其在已知各固定节点的位置坐标、通信方式和通信参数前提下,不主动发射信号,仅工作在被动接收状态并完成定位自解算。定位模型采用双曲线交汇模型,并采用Fang算法进行模型求解。本文分别在水池环境和海洋环境下分析了误差来源,并对定位精度进行了仿真。系统内各节点利用水声扩频通信技术实现定位参数的传递,在无需统一时间基准且无需采用高精度、高稳定性时钟源的条件下即可实现同步功能。节点的硬件平台包括收发合置换能器、前级信号调理模块、ARM核心处理模块、功率放大模块和电源管理模块,各模块通过底板连接。其中,前级信号调理模块和功率放大模块的主要参数由通信距离确定,ARM核心处理模块是定位软件的运行平台。系统的软件设计包括固定节点定位流程编程、被定位节点双曲线交汇解算编程、GPIO驱动编程及程序自启动、程序更新等功能的实现。本定位系统通过进行水池试验,验证了时延测量、定位信号同步发射和坐标解算等功能的实现。通过对试验数据的统计分析,证明了系统工作可靠,性能稳定,达到了预期定位效果。
丁胜利[8]（2016）在《便携式水声指令收发机的设计与实现》文中认为本文设计来源于“长基线水声定位系统”,该系统可以实现对目标的导航定位。本文主要负责其中便携式水声指令收发机系统的整体硬件设计及显控软件编程。便携式水声指令收发机是一种便携的手提式通信、控制设备,可在舰船甲板上方便地连接换能器,对水下应答器进行控制与通信。本文具体工作内容如下:1、构建便携式水声指令收发机的硬件平台,并向平台中移植嵌入式Linux操作系统。2、研究自适应Notch滤波算法,将其用于对接收信号的解码。3、搭建Qt的开发环境,编写便携式水声指令收发机的显控程序,实现信号收发、应答器状态显示、文件存储及传输、波形显示等功能。本文设计的便携式水声指令收发机系统已经经过了水池和湖试实验的验证。结果表明,本系统的各部分功能均达到了预期的指标,检验了本系统设计的有效性与可靠性。
李建波[9]（2015）在《潜标水声收发机硬件设计》文中研究说明海洋声学层析技术主要是指对海洋空间信息的采集,而对采集单元的精确定位则是声层析技术的基本保障。本文来源主要依托于“深海声学潜标声基元位置校准系统”,主要负责潜标水声收发机系统的硬件部分设计和值班功能平台的软件编程。在硬件设计方面,本文从潜标系统的整体需求出发,给出了系统应具有的功能,从而引出了该系统的两个功能平台:值班功能平台和测距功能平台。根据平台功能的不同及对运算量大小的考虑,选取两个平台的核心处理器分别为MSP430单片机和DSP。值班功能平台主要负责船载指令的接收与解码、系统基本声学参数的设置、定时启动测距功能平台进入应答模式、监测系统的电池电量信息、获取系统深度信息和回传瞬时背景噪声等;测距功能平台主要负责定时发射询问脉冲,根据接收到的应答信号,估计出时延等信息,并将估计结果按协议规定的数据格式存储到FLASH中,待实验完成后,通过RS422串口将计算结果回传给船载显控平台。基于本系统长期工作于水下无人值守状态的特性,系统的低功耗设计将是及其重要的因素,本系统从器件的选型和软件设计的供电流程两方面做了优化,尽可能地降低系统的总体功耗。在值班平台软件方面,本文设计了针对窄带信号的自适应陷波滤波器信号检测方法。根据值班平台功能需求,设计了软件的整体流程,实现了各个模块的功能,包括对接收信号预处理过程中噪声和直流偏量的估计。文中重点讲解了 Notch滤波器的信号检测逻辑,水声通信体制及解码逻辑等。最后,本文设计的潜标水声收发机系统已经经过了水池和两次湖试实验的验证。结果表明,本系统的各部分功能均达到了预期的指标,从而证明了本系统设计的有效性与可靠性。
胡安平,高锐,张建春[10]（2014）在《水声测距通信一体化技术分析及试验》文中指出根据水声导航与通信一体化设计需求,分析了水声测距通信一体化的技术体制,对水声测距通信一体化共用同步头做了比较,并对线性调频、双曲线调频、伪随机扩频3种同步方式下的测距误差及误码率进行仿真分析,最后采用伪随机扩频同步头的水声modem实物开展水池测试试验,结果表明,采用9阶的m序扩频码时间分辨率为0.5 ms,水声测距通信一体化的测距和通信性能满足预期。水声测距通信一体化技术研究有助于将来研制小型化的水下多功能一体化水声设备。
二、长基线水声导航系统收发机硬件电路设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、长基线水声导航系统收发机硬件电路设计（论文提纲范文）
（2）基于双惯导的水下机器人定位导航技术的研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 目前研究中存在的主要问题 |
| 1.4 课题研究目标与论文内容安排 |
| 第二章 捷联惯导理论分析与误差建模 |
| 2.1 捷联惯导基本原理 |
| 2.2 常用坐标系定义 |
| 2.3 捷联惯导更新迭代算法 |
| 2.3.1 姿态更新算法 |
| 2.3.2 速度更新算法 |
| 2.3.3 位置更新算法 |
| 2.4 锥运动与划桨效应的分析与补偿 |
| 2.4.1 锥运动的分析与补偿 |
| 2.4.2 划桨效应的分析与补偿 |
| 2.5 捷联惯导系统误差模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 双惯导系统电子硬件设计 |
| 3.1 水下机器人电子系统总体设计 |
| 3.2 器件选型与性能分析 |
| 3.2.1 惯性器件选型 |
| 3.2.2 声呐高度计选型 |
| 3.2.3 基于Allan方差的惯性器件性能分析 |
| 3.3 双惯导传感器模块设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于卡尔曼滤波器的双惯导信息融合 |
| 4.1 MEMS惯导系统初始粗对准 |
| 4.2 卡尔曼滤波算法原理 |
| 4.3 双惯导组合系统数学建模 |
| 4.3.1 系统融合模型 |
| 4.3.2 卡尔曼滤波器设计 |
| 4.4 卡尔曼滤波器反馈校正 |
| 4.5 组合系统仿真实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 双惯导定位导航系统软件设计 |
| 5.1 水下机器人系统软件结构 |
| 5.2 主控制器节点程序 |
| 5.2.1 双惯导导航节点程序 |
| 5.2.2 人机交互节点程序 |
| 5.2.3 多节点启动文件配置 |
| 5.3 监控界面优化 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 水池实验与数据分析 |
| 6.1 监控界面软件测试 |
| 6.2 基于双惯导的惯性导航系统实验分析 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（3）基于Zynq的多通道数据采集存储平台设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文背景及意义 |
| 1.2 水下探测系统发展概况 |
| 1.3 SOPC嵌入式技术概述 |
| 1.4 论文的主要内容 |
| 第2章 探测系统方案设计 |
| 2.1 探测系统设计思想 |
| 2.2 探测系统方案设计及关键技术指标 |
| 2.2.1 探测系统方案设计 |
| 2.2.2 系统关键技术指标 |
| 2.3 系统总体设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 系统硬件平台设计 |
| 3.1 接收机单元设计 |
| 3.1.1 运放选型 |
| 3.1.2 差分转单端电路及射随电路设计 |
| 3.1.3 滤波电路设计 |
| 3.1.4 放大电路设计 |
| 3.2 模数转换单元设计 |
| 3.2.1 模数转换芯片选型 |
| 3.2.2 模数转换电路设计 |
| 3.3 核心控制单元及其外围电路设计 |
| 3.3.1 主控板卡的选取 |
| 3.3.2 RS232接口设计 |
| 3.3.3 SD扩展电路设计 |
| 3.4 电源管理单元设计 |
| 3.4.1 系统电源需求分析 |
| 3.4.2 供电方案选择 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 系统软件程序设计 |
| 4.1 程序总体设计 |
| 4.2 FPGA程序设计 |
| 4.2.1 FPGA程序设计思路 |
| 4.2.2 系统时钟管理 |
| 4.2.3 FPGA各模块设计 |
| 4.3 ARM程序设计 |
| 4.3.1 ARM系统搭建及程序设计 |
| 4.3.2 应用程序设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 探测系统功能测试 |
| 5.1 系统模拟部分功能测试 |
| 5.1.1 信号调理电路一致性测试 |
| 5.1.2 电子仓接收机输出信号测试 |
| 5.2 系统数字部分功能测试 |
| 5.2.1 系统功耗测试 |
| 5.2.2 SD卡存储原始数据测试 |
| 5.2.3 网络功能测试 |
| 5.3 湖试数据验证及结果分析 |
| 5.3.1 系统噪声检测 |
| 5.3.2 湖试数据分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 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 |
（4）多UUV动态自定位系统软硬件设计与实现（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 多UUV动态自定位研究现状及趋势 |
| 1.3.1 国外多UUV动态自定位研究现状 |
| 1.3.2 国内多UUV动态自定位研究现状 |
| 1.3.3 多UUV动态自定位技术发展趋势 |
| 1.4 研究内容及论文框架 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 论文框架 |
| 第二章 多UUV动态自定位系统原理及设计 |
| 2.1 多UUV动态自定位系统原理 |
| 2.1.1 多UUV动态自定位系统声收发器基阵 |
| 2.1.2 基线自定位推导 |
| 2.1.3 基于深度信息的免询问基线自定位推导 |
| 2.1.4 基线自定位误差分析 |
| 2.2 多UUV动态自定位系统设计 |
| 2.2.1 系统设计 |
| 2.2.2 声收发器设计 |
| 2.2.3 应答器设计 |
| 2.2.4 发射信号特性 |
| 2.3 小结 |
| 第三章 多UUV动态自定位系统硬件实现 |
| 3.1 声收发器硬件实现 |
| 3.1.1 声收发器硬件组成 |
| 3.1.2 声收发器接收水听器 |
| 3.1.3 声收发器接收模拟板 |
| 3.1.4 声收发器数字板 |
| 3.2 应答器硬件实现 |
| 3.2.1 应答器硬件组成 |
| 3.2.2 应答器收发合置换能器 |
| 3.2.3 数字功率放大器 |
| 3.3 小结 |
| 第四章 多UUV动态自定位系统软件实现 |
| 4.1 应答信号生成的MATLAB仿真 |
| 4.2 应答信号接收处理的MATLAB仿真 |
| 4.2.1 正交解调 |
| 4.2.2 拷贝相关 |
| 4.2.3 波束形成 |
| 4.3 应答信号生成的FPGA实现 |
| 4.3.1 CW脉冲的FPGA实现 |
| 4.3.2 MFSK脉冲的FPGA实现 |
| 4.3.3 DSSS+BPSK脉冲的FPGA实现 |
| 4.4 应答信号接收的FPGA和DSP实现 |
| 4.4.1 应答信号接收的FPGA实现 |
| 4.4.2 应答信号接收的DSP实现 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 多UUV动态自定位系统集成与实验 |
| 5.1 实验方案 |
| 5.1.1 实验目的 |
| 5.1.2 实验设备清单 |
| 5.1.3 消声水池实验场地布局 |
| 5.1.4 水池实验数据采集流程 |
| 5.1.5 实验内容 |
| 5.2 实验过程 |
| 5.2.1 系统集成与布放 |
| 5.2.2 应答信号采集 |
| 5.3 实验处理 |
| 5.3.1 CW脉冲数据处理结果 |
| 5.3.2 MFSK脉冲数据处理结果 |
| 5.3.3 DSSS+BPSK脉冲数据处理结果 |
| 5.4 实验结论 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
（5）长基线浮标定位系统基站设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 立题背景及意义 |
| 1.2 长基线定位系统及基站研究现状 |
| 1.2.1 国外长基线定位技术发展概况 |
| 1.2.2 国内长基线定位技术发展概况 |
| 1.2.3 长基线浮标定位系统基站研究现状 |
| 1.3 相关技术发展概况 |
| 1.3.1 主流电子器件发展情况 |
| 1.3.2 扩频通信技术 |
| 1.3.3 微波通信技术发展情况 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第2章 长基线浮标定位系统基站硬件设计 |
| 2.1 设计需求与方案 |
| 2.1.1 总体设计需求 |
| 2.1.2 总体设计方案 |
| 2.2 核心板外围电路设计 |
| 2.2.1 Zynq系列器件介绍及核心板选择 |
| 2.2.2 MicroZed核心板外围电路设计 |
| 2.3 定位模块及外围电路设计 |
| 2.3.1 芯片选型及电路设计 |
| 2.3.2 定位模块配置 |
| 2.4 无线电电台及外围电路设计 |
| 2.4.1 电台选型及通信链组成 |
| 2.4.2 电台POE电路设计及功放选型 |
| 2.4.3 无线电通信距离估计 |
| 2.5 电源电路设计 |
| 2.5.1 总体设计方案 |
| 2.5.2 电源电路设计 |
| 2.6 机箱设计 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 长基线浮标定位系统基站程序设计 |
| 3.1 程序总体设计方案 |
| 3.2 FPGA程序设计 |
| 3.2.1 设计思路 |
| 3.2.2 Vivado软件开发环境及系统平台搭建 |
| 3.2.3 接口模块程序实现 |
| 3.2.4 本地分频及秒脉冲输出模块 |
| 3.2.5 数据解密模块 |
| 3.3 嵌入式ARM程序设计 |
| 3.3.1 设计思路 |
| 3.3.2 嵌入式系统搭建及关键技术 |
| 3.3.3 指令收发线程设计 |
| 3.3.4 数据打包传输线程设计 |
| 3.3.5 GPS数据解析线程设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 长基线浮标定位系统基站相关测试 |
| 4.1 实验室测试 |
| 4.1.1 指令及网络测试 |
| 4.1.2 定位模块精度及秒脉冲纠偏精度测试 |
| 4.1.3 数据解密功能测试 |
| 4.1.4 基站尺寸重量测试 |
| 4.2 外场实验测试 |
| 4.2.1 系统联合调试 |
| 4.2.2 无线电通信距离测试 |
| 4.2.3 系统定位功能测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 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 |
（6）贝叶斯反演在高精度水声定位中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 水声定位设备发展趋势 |
| 1.2.2 高精度水声定位技术发展现状 |
| 1.2.3 反演理论在高精度水声定位中应用现状 |
| 1.3 水声定位误差源与存在的问题 |
| 1.4 论文研究内容 |
| 第2章 贝叶斯反演理论与高精度水声定位模型的建立 |
| 2.1 贝叶斯反演理论 |
| 2.1.1 线性模型的贝叶斯反演 |
| 2.1.2 非线性模型的贝叶斯反演 |
| 2.1.3 贝叶斯反演与经典反演 |
| 2.2 基于射线声学的高精度水声定位模型 |
| 2.2.1 射线声学传播模型 |
| 2.2.2 基于射线的声学定位模型及其线性化 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于非准确声速剖面的应答器地理坐标反演研究 |
| 3.1 应答器地理坐标与声速剖面测量偏差的贝叶斯联合反演 |
| 3.1.1 声速剖面测量偏差的影响 |
| 3.1.2 应答器坐标与声速修正量联合反演算法 |
| 3.1.3 仿真分析 |
| 3.1.4 声信标定位湖试数据处理 |
| 3.2 应答器地理坐标与时变声速剖面的贝叶斯联合反演 |
| 3.2.1 与深度相关的声速误差补偿问题 |
| 3.2.2 应答器坐标与时变声速补偿量的联合反演算法 |
| 3.2.3 仿真分析 |
| 3.2.4 声信标定位海试数据处理 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于非准确参考坐标的运动潜器轨迹反演研究 |
| 4.1 潜器轨迹与应答器地理坐标贝叶斯联合反演 |
| 4.1.1 潜器轨迹与应答器坐标联合反演算法 |
| 4.1.2 仿真分析 |
| 4.1.3 长基线定位系统海试数据处理 |
| 4.2 运动潜器轨迹、应答器坐标及测时修正量的贝叶斯联合反演 |
| 4.2.1 潜器运动对定位精度的影响 |
| 4.2.2 基于测时修正量的潜器运动补偿反演算法 |
| 4.2.3 仿真分析 |
| 4.2.4 长基线定位系统湖试数据处理 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（7）基于水声网络节点的合作式目标定位系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 立题背景和意义 |
| 1.2 水声定位技术发展历史及现状 |
| 1.3 本系统的主要功能及技术指标 |
| 1.4 本论文的主要安排与结构 |
| 第2章 定位方案论证 |
| 2.1 双曲线交汇定位模型的建立 |
| 2.2 基于Fang算法的模型求解 |
| 2.3 定位流程总体概述 |
| 2.4 定位精度仿真 |
| 2.4.1 模拟水池环境的定位精度仿真 |
| 2.4.2 模拟海洋环境的定位精度仿真 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 系统硬件方案设计与实现 |
| 3.1 硬件方案概述 |
| 3.2 指标分析与参数设计 |
| 3.2.1 功率放大模块参数 |
| 3.2.2 前级信号调理模块参数 |
| 3.2.3 电源管理模块参数 |
| 3.3 ARM核心处理模块设计 |
| 3.3.1 Rea16410核心板简介 |
| 3.3.2 通信接口电路 |
| 3.3.3 差分转单端电路 |
| 3.3.4 其他接口电路 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 系统软件方案设计与实现 |
| 4.1 固定节点程序设计 |
| 4.1.1 测时延流程 |
| 4.1.2 声同步流程 |
| 4.1.3 声定位流程 |
| 4.2 被定位节点程序设计 |
| 4.3 多线程编程 |
| 4.3.1 扩频通信线程 |
| 4.3.2 串口数据接收线程 |
| 4.3.3 网络通信线程 |
| 4.4 驱动编写与相关配置 |
| 4.4.1 GPIO驱动 |
| 4.4.2 镜像制定 |
| 4.4.3 开机自启动设置 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 系统试验研究 |
| 5.1 水池试验 |
| 5.2 试验结果分析 |
| 5.3 展望 |
| 5.4 本章小结 |
| 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 |
（8）便携式水声指令收发机的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文背景及意义 |
| 1.2 国内外研究水平及动态 |
| 1.3 论文主要内容安排 |
| 第2章 便携式水声指令收发机硬件设计 |
| 2.1 硬件电路各模块功能分析 |
| 2.2 硬件总体设计 |
| 2.3 核心控制模块 |
| 2.4 接收机电路设计 |
| 2.4.1 放大电路设计 |
| 2.4.2 射随电路设计 |
| 2.4.3 模拟带通滤波电路设计 |
| 2.4.4 光耦隔离电路设计 |
| 2.4.5 耳放电路设计 |
| 2.5 发射机驱动信号生成电路设计 |
| 2.5.1 放大电路设计 |
| 2.5.2 光耦隔离电路设计 |
| 2.5.3 功放电路 |
| 2.6 电源模块电路设计 |
| 2.6.1 供电需求设计 |
| 2.6.2 V24C12T100BL2电源电路 |
| 2.6.3 MTU1系列电源电路 |
| 2.6.4 TPS7A30/TPS7A49系列电源电路 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 便携式水声指令收发机信号检测算法 |
| 3.1 通信方法介绍 |
| 3.2 自适应Notch滤波器 |
| 3.2.1 单通道自适应Notch滤波器 |
| 3.2.2 多通道自适应Notch滤波器 |
| 3.2.3 性能对比分析 |
| 3.3 信号检测 |
| 3.3.1 能量检测器 |
| 3.3.2 瞬时频率方差(VIFD) |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 便携式水声指令收发机显控软件设计 |
| 4.1 显控软件的功能概述 |
| 4.2 系统显控平台开发环境 |
| 4.2.1 嵌入式系统 |
| 4.2.2 嵌入式GUI |
| 4.2.2.1 嵌入式GUI开发工具 |
| 4.2.3 交叉编译 |
| 4.3 信号收发模块设计 |
| 4.3.1 信号发射模块设计 |
| 4.3.2 信号采集模块设计 |
| 4.4 文件管理 |
| 4.5 波形显示 |
| 4.6 网络传输 |
| 4.7 输入方法 |
| 4.8 界面设计 |
| 4.8.1 主界面 |
| 4.8.2 帮助界面 |
| 4.8.3 波形显示界面 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 系统功能验证 |
| 5.1 水池实验测试 |
| 5.1.1 接收机电路指标测量 |
| 5.1.2 发射机电路指标测量 |
| 5.1.3 显控软件性能测试 |
| 5.2 湖试实验介绍 |
| 5.3 本章小结 |
| 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 |
（9）潜标水声收发机硬件设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文来源及背景 |
| 1.2 潜标水声定位系统国内外研究水平 |
| 1.3 系统构成及功能概述 |
| 1.4 论文主要内容安排 |
| 第2章 潜标水声收发机系统需求论证 |
| 2.1 潜标水声收发机设计需求分析 |
| 2.2 潜标水声收发机系统方案设计 |
| 2.3 系统平台主要器件选取 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 潜标水声收发机硬件设计 |
| 3.1 潜标水声收发机硬件平台总体设计 |
| 3.2 信号调理电路设计 |
| 3.2.1 差分转单端电路设计 |
| 3.2.2 放大电路设计 |
| 3.2.3 滤波电路设计 |
| 3.2.4 光耦隔离电路设计 |
| 3.3 值班功能平台电路设计 |
| 3.3.1 MSP430内置ADC电路 |
| 3.3.2 DAC发射模块设计 |
| 3.3.3 RS232串口通信模块设计 |
| 3.3.4 实时时钟模块设计 |
| 3.3.5 压力传感器模块设计 |
| 3.3.6 电池电量监测模块设计 |
| 3.4 测距功能平台电路设计 |
| 3.4.1 基于McBSP接口的发射与接收电路设计 |
| 3.4.2 RS422串口通信模块设计 |
| 3.4.3 FLASH存储模块设计 |
| 3.4.4 bootloader模块设计 |
| 3.5 本章小节 |
| 第4章 值班功能平台软件设计 |
| 4.1 软件整体流程设计 |
| 4.2 水声通信模块设计 |
| 4.2.1 通信体制与解码逻辑介绍 |
| 4.2.2 自适应陷波滤波器 |
| 4.3 与测距平台通信功能设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 潜标水声收发机系统功能验证 |
| 5.1 水池实验功能验证 |
| 5.1.1 系统功耗测量 |
| 5.1.2 信号调理电路指标测量 |
| 5.1.3 值班平台功能验证 |
| 5.1.4 测距平台功能验证 |
| 5.2 湖试实验功能验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 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 |
（10）水声测距通信一体化技术分析及试验（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 水声测距通信一体化技术分析 |
| 2.1 水声测距通信一体化技术体制 |
| 2.2 水声测距通信一体化总体设计 |
| 2.3 水声测距通信共用同步头方式分析 |
| 3 水声测距通信一体化测距误差及误码率仿真分析 |
| 3.1 水声测距误差分析 |
| 3.2 水声通信误码率分析 |
| 4 水声测距通信一体化水池测试试验 |
| 5 结束语 |
四、长基线水声导航系统收发机硬件电路设计（论文参考文献）
- [1]低功耗导航授时一体化潜标的设计与实现[D]. 李国柱. 哈尔滨工程大学, 2021
- [2]基于双惯导的水下机器人定位导航技术的研究与实现[D]. 刘其铭. 扬州大学, 2021(08)
- [3]基于Zynq的多通道数据采集存储平台设计[D]. 郑亚猛. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [4]多UUV动态自定位系统软硬件设计与实现[D]. 赖学琼. 浙江大学, 2018(12)
- [5]长基线浮标定位系统基站设计[D]. 兰天. 哈尔滨工程大学, 2017(06)
- [6]贝叶斯反演在高精度水声定位中的应用研究[D]. 李昭. 哈尔滨工程大学, 2016(12)
- [7]基于水声网络节点的合作式目标定位系统设计[D]. 高英杰. 哈尔滨工程大学, 2016(04)
- [8]便携式水声指令收发机的设计与实现[D]. 丁胜利. 哈尔滨工程大学, 2016(03)
- [9]潜标水声收发机硬件设计[D]. 李建波. 哈尔滨工程大学, 2015(04)
- [10]水声测距通信一体化技术分析及试验[J]. 胡安平,高锐,张建春. 电讯技术, 2014(08)