基于FPGA的短基線(xiàn)定位系統(tǒng)電路設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，水聲技術(shù)也取得了較快的發(fā)展，尤其是近年來(lái)對(duì)水下資源的開(kāi)發(fā)日益增加，對(duì)水聲技術(shù)的要求越來(lái)越高，這些都促進(jìn)了水聲技術(shù)的發(fā)展。海洋中含有豐富的資源，海洋的開(kāi)發(fā)利用對(duì)國(guó)家的發(fā)展不光具有巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還具有巨大的軍事價(jià)值。隨著人類(lèi)不斷的開(kāi)發(fā)海洋資源和軍事發(fā)展方面的需要，人們對(duì)水下載體的定位技術(shù)的要求也越來(lái)越高，各個(gè)國(guó)家對(duì)水聲定位技術(shù)的發(fā)展也越來(lái)越重視。水聲定位系統(tǒng)是指對(duì)目標(biāo)進(jìn)行精確定位的系統(tǒng)，主要分為長(zhǎng)基線(xiàn)、短基線(xiàn)和超短

2、基線(xiàn)定位系統(tǒng)。
　　 本文利用短基線(xiàn)技術(shù)，研制了一套定位系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)水中航模進(jìn)行定位來(lái)檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性。本系統(tǒng)主要完成了兩部分的工作：第一部分是信標(biāo)發(fā)射機(jī)，此發(fā)射機(jī)安裝在航模上，用于接收航模內(nèi)測(cè)數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)化成時(shí)延編碼，發(fā)射信號(hào)時(shí)根據(jù)時(shí)延編碼來(lái)控制發(fā)射脈沖之間的時(shí)延，同時(shí)此部分還要實(shí)現(xiàn)對(duì)鐘功能；第二部分是接收機(jī)，接收機(jī)安裝在陸地上，用于接收航模發(fā)出的定位和內(nèi)測(cè)信號(hào)，并進(jìn)行檢測(cè)。此接收機(jī)電路設(shè)計(jì)了兩塊電路板，一塊模擬板和一塊數(shù)字板

3、。模擬板由四路模擬接收電路接收水聽(tīng)器收到的信號(hào)，并進(jìn)行放大濾波處理；數(shù)字板對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字處理，并檢測(cè)信號(hào)到達(dá)的時(shí)刻，將數(shù)據(jù)傳給上位機(jī)軟件。本文的關(guān)鍵就是準(zhǔn)確的檢測(cè)出信號(hào)到達(dá)的時(shí)刻，檢測(cè)到各通道信號(hào)到達(dá)的時(shí)刻就可解算出航模的位置和內(nèi)測(cè)信息。在本文中軟件部分主要實(shí)現(xiàn)兩部分工作：一是實(shí)現(xiàn)邏輯控制功能，控制底層電路板參數(shù)；二是實(shí)現(xiàn)正交接收機(jī)技術(shù)，在信號(hào)到達(dá)后根據(jù)信號(hào)的能量設(shè)定信號(hào)的判定門(mén)限。
　　 本文詳細(xì)說(shuō)明了該定位系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)原理和實(shí)