多普勒計(jì)程儀的信號(hào)處理算法研究與系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).pdf

1、多普勒計(jì)程儀是一種利用水下聲波的多普勒效應(yīng)進(jìn)行測(cè)速和計(jì)算航程的儀器,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和海洋開發(fā)的重視,多普勒計(jì)程儀的應(yīng)用日益廣泛,更高性能、更小型化的多普勒計(jì)程儀的研發(fā)受到各國高度重視。因此,本文主要研究多普勒計(jì)程儀的信號(hào)處理算法和上位機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。
　　本文首先研究基于相移束控的波束合成算法。在多普勒頻率估計(jì)前,首先需對(duì)信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào)和波束合成,波束合成算法的復(fù)雜度直接影響到整個(gè)多普勒測(cè)速系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,鑒于此,從降低算法復(fù)

2、雜度出發(fā),利用正交解調(diào)后信號(hào)的正交性和希爾伯特變換性質(zhì),將正交解調(diào)和波束合成器作為一個(gè)模塊設(shè)計(jì),提出一種快速波束合成算法,大大降低了波束合成的復(fù)雜度。
　　然后研究了多普勒計(jì)程儀的頻率估計(jì)算法。對(duì)窄帶和寬帶信號(hào)多普勒頻率估計(jì)采用不同正交解調(diào)的快速波束合成的復(fù)相關(guān)算法進(jìn)行了詳盡的性能仿真分析和比較,寬帶信號(hào)多普勒頻率估計(jì)的復(fù)相關(guān)算法對(duì)正交解調(diào)誤差的敏感度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于窄帶信號(hào)多普勒頻率估計(jì),但是寬帶信號(hào)多普勒頻率估計(jì)中復(fù)相關(guān)算法的精度仍然

3、會(huì)受到正交解調(diào)的影響。由于寬帶信號(hào)采用二相偽隨機(jī)編碼信號(hào),該信號(hào)是循環(huán)平穩(wěn)信號(hào),利用其循環(huán)平穩(wěn)性研究了一種基于循環(huán)統(tǒng)計(jì)量的多普勒頻率估計(jì)方法。利用信號(hào)在循環(huán)頻率處的循環(huán)互模糊函數(shù)對(duì)頻率進(jìn)行估計(jì),此算法雖然復(fù)雜度較高,但是不需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行正交解調(diào),且其精度高。
　　最后設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了多普勒計(jì)程儀的上位機(jī)軟件。該軟件的設(shè)計(jì)平臺(tái)是Windows操作系統(tǒng),采用Visual C++6.0進(jìn)行開發(fā)。上位機(jī)系統(tǒng)軟件的主要功能包括串口設(shè)置、系統(tǒng)設(shè)置、