低信噪比水聲信標(biāo)信號處理方法研究及試驗(yàn).pdf

1、黑匣子是空難事故中最為重要的數(shù)據(jù)記錄儀器，能否找到黑匣子已成為解開航班失蹤之謎的關(guān)鍵性問題。黑匣子中安裝了水聲信標(biāo)，需用水聲信號處理方法對其發(fā)出的水聲信號進(jìn)行檢測識別與定位。然而信號會被海洋環(huán)境背景噪聲淹沒而難以識別，加上海洋的傳播損失會使信號在長距離傳播過程中嚴(yán)重衰減，這些因素使得傅里葉變換、小波變換等現(xiàn)有的水聲信號處理方法難以識別遠(yuǎn)距離、低信噪比情況下的水聲信標(biāo)信號。因此本文提出了一種信號增強(qiáng)算法，可在不改變信號波形的情況下使源信號

2、得到增強(qiáng)和放大，設(shè)計(jì)了一種水聲信標(biāo)信號處理系統(tǒng)并進(jìn)行了試驗(yàn)研究。
　　本文提出了一種基于隨機(jī)減量技術(shù)的信號增強(qiáng)算法——錯位疊加算法，分析了相鄰脈沖的疊加和相同時間間隔的疊加這兩種疊加方式，首先選取疊加起始點(diǎn)，并按照兩種不同的疊加方式確定各截取信號段的長度;然后將各截取的信號段進(jìn)行線性疊加，以完成對水聲信標(biāo)信號的提取。最后，對信號進(jìn)行相關(guān)性分析和能量分析來判斷截取信號的準(zhǔn)確性。
　　基于該信號增強(qiáng)算法，本文設(shè)計(jì)了一種水聲信標(biāo)信

3、號處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由水聽器、前置放大器、數(shù)字存儲示波器、電路板、顯示模塊組成，其中電路板采用的是STM32系列的單片機(jī)。該系統(tǒng)通過檢測四個位置的信號級，計(jì)算出四點(diǎn)傳播距離，從而解算出水聲信標(biāo)信號的方位信息。試驗(yàn)過程中，采用不同的信號處理方法分別對采集的聲信標(biāo)信號進(jìn)行處理，經(jīng)過數(shù)據(jù)的對比分析，結(jié)果表明:錯位疊加算法可使被關(guān)注信號的能量得到保持，噪聲部分明顯減弱;經(jīng)過多次疊加，合成信號與關(guān)注的正弦信號之間的相關(guān)性達(dá)到80％以上，提取效果