多普勒计程仪若干新技术研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 徐世军 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009-05-14 |
| 授予单位 | 中国科学院声学研究所 |
| 授予地点 | 声学研究所 |
| 关键词 | 多普勒计程仪 测速精度 多普勒频移 复相关 |
| 其他题名 | Some new technologies research of the Doppler velocity log |
| 学位专业 | 信号与信息处理 |
| 中文摘要 | 多普勒计程仪是一种优良的水声导航设备，利用它可以测得舰船的航速、偏航角、航程等参数。以海底作为参照对象的多普勒计程仪可以测出对海底的相对速度，从而精确地确定舰船所在位置。依靠此水声导航设备，并辅以惯导系统，舰船可以不依赖外界条件自由航行。 影响多普勒计程仪测速精度的因素很多，有测速公式简化、纵横摇角变化、海底地形的多样、声速改变、散射回波特性以及测频误差等。本文针对某些误差因素，通过若干新技术来清除或减小这些因素对测速精度的影响。 本论文的任务是对产生测速误差的原因进行分析和研究，研究内容有通过复相关算法得到多普勒频移，并引入FPGA技术，硬件实现了复相关算法。利用外接输入的载体纵倾角和横摇角，通过矩阵变换进行姿态补偿，提高多普勒计程仪测速精度。借助于“信号到达时间估计器”重现了局部海底姿态。由于实验室考核的需要，建立了三轴多普勒计程仪模拟器仿真模型，搭建了多普勒计程仪模拟器，经湖试表明，多普勒计程仪现场试验结果与实验室模拟器仿真一致，验证了算法和模拟器的真实性和可靠性。 |
| 英文摘要 | Doppler velocity log (DVL), as a kind of good acoustic navigation equipment, can measure ship’s speed, yaw angle, range and other parameters. It also can measure the relative velocity using seabed as a reference in order to determine the location of the ship accurately. Ships can sail freely in the help of DVL and inertial navigation system. There are many factors to affect the measurement accuracy of DVL, such as the simplification of the velocity measurement formula, the change of the roll angle and pitch angle, the multiplicity of the seabed landform, the change of the sound velocity, the characteristic of dispersion echo, the error of frequency measurement and so on. This paper proposes some new technologies to eliminate or reduce some of errors caused by factors mentioned above. The paper analyzes the reasons of speed measurement errors, researches the Doppler shift using complex correlation, introduces the FPGA technology, and realizes the complex correlation algorithm on the hardware platform. The speed-precision of DVL is improved by the posture compensation based on the matrix transformation with the external input of roll angle and pitch angle. The local seabed profile is reproduced by "signal arrival time estimator". To reach the requirement of laboratory, the three-axis DVL simulator is built. Lake experiment verifies the reality and reliability of the algorithm and simulator. |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2011-05-07 |
| 页码 | 61 |
| 源URL | [http://159.226.59.140/handle/311008/588]  |
| 专题 | 声学研究所_声学所博硕士学位论文_1981-2009博硕士学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 徐世军. 多普勒计程仪若干新技术研究[D]. 声学研究所. 中国科学院声学研究所. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：声学研究所
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