浮標(biāo)基USBL定位解算方法研究及軟件實(shí)現(xiàn)

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1、分類號(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：工學(xué)碩士學(xué)位論文浮標(biāo)基USBL定位解算方法研究及軟件實(shí)現(xiàn)碩士研究生：劉旭妍指導(dǎo)教師：王燕教授學(xué)科、專業(yè)：信息與通信工程論文主審人：王大成副教授哈爾濱工程大學(xué)2018年3月分類號(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：工學(xué)碩士學(xué)位論文浮標(biāo)基USBL定位解算方法研究及軟件實(shí)現(xiàn)碩士研究生：劉旭妍指導(dǎo)教師：王燕教授學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：信息與通信工程所在單位：水聲工程學(xué)院論文提交日期：2018年3月論文答辯日期：2018年3月學(xué)位授予單位：哈爾濱工程大學(xué)ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngMethod

2、andSoftwareImplementationofPositioningforBuoy-BasedUSBLCandidate:LiuXuyanSupervisor:Prof.WangYanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission:Mar.2018DateofOralExamination:Mar.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)

3、性聲明本人鄭重聲明：本論文的所有工作，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由作者本人獨(dú)立完成的。有關(guān)觀點(diǎn)、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)的引用已在文中指出，并與參考文獻(xiàn)相對(duì)應(yīng)。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者（簽字）：日期：年月日哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明本人完全了解學(xué)校保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的有關(guān)規(guī)定，即研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于哈爾濱工程大學(xué)。哈爾濱工程大學(xué)有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件。本人允許哈爾濱工程大學(xué)將論文的部分

4、或全部內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文，可以公布論文的全部內(nèi)容。同時(shí)本人保證畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的論文一律注明作者第一署名單位為哈爾濱工程大學(xué)。涉密學(xué)位論文待解密后適用本聲明。本論文（□在授予學(xué)位后即可□在授予學(xué)位12個(gè)月后□解密后）由哈爾濱工程大學(xué)送交有關(guān)部門進(jìn)行保存、匯編等。作者（簽字）：導(dǎo)師（簽字）：日期：年月日年月日浮標(biāo)基USBL定位解算方法研究及軟件實(shí)現(xiàn)摘要本文針對(duì)某浮標(biāo)基長基線/超短基線組合定位系統(tǒng)中的超短基線定位部分，研究了抗多途反射和抗相位模糊兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)了超短基線定位解算軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水下運(yùn)動(dòng)目標(biāo)水

5、平位置的跟蹤定位，最后通過湖上試驗(yàn)驗(yàn)證了軟件的正確性及可靠性。本文介紹了超短基線三元陣定位原理和十字陣定位原理的各自特點(diǎn)，介紹了目標(biāo)坐標(biāo)由基陣坐標(biāo)系向大地坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的方法，給出了定位精度分析結(jié)果，仿真分析了長基線/超短基線組合定位相比于單獨(dú)長基線定位的優(yōu)勢。針對(duì)高頻信號(hào)，本文提出了一種基于最大后驗(yàn)概率準(zhǔn)則的抗相位模糊算法，通過對(duì)抗相位模糊效果進(jìn)行仿真分析，該算法對(duì)頻率較不敏感，對(duì)陣型誤差也有較好的寬容性，綜合考慮工程實(shí)用性，最終確定了本系統(tǒng)應(yīng)用的陣型。由于水聲信道的多途效應(yīng)，水聽器接收的信號(hào)含有直達(dá)聲和多個(gè)反射聲，專家系統(tǒng)的作用就是正確地挑選出直達(dá)聲、剔除反射聲，為系統(tǒng)的準(zhǔn)確定位提

6、供保障。論文根據(jù)信號(hào)在多途信道中的傳播規(guī)律，設(shè)計(jì)了一系列專家系統(tǒng)判決準(zhǔn)則，依據(jù)該準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)對(duì)直達(dá)聲和反射聲的準(zhǔn)確判別，通過挑選前后時(shí)延對(duì)比驗(yàn)證了專家系統(tǒng)的有效性。采用基于C++語言的Qt集成環(huán)境開發(fā)了超短基線定位解算軟件。根據(jù)軟件的功能需求給出了總體設(shè)計(jì)方案，再根據(jù)模塊化設(shè)計(jì)思想，給出了軟件各功能模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，主要由定位解算模塊、顯示跟蹤模塊和文件管理模塊組成，使軟件具備定位解算的一系列完整功能。最后給出了湖試數(shù)據(jù)的處理結(jié)果，證明了算法的有效性，驗(yàn)證了軟件的功能及穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：超短基線；抗相位模糊；專家系統(tǒng)；定位解算軟件哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文浮標(biāo)基USBL定位解算方法研究及

7、軟件實(shí)現(xiàn)ABSTRACTThispaperisaimedattheultra-shortbaselinepositioningalgorithmofalongbaseline(LBL)andultra-shortbaseline(USBL)combinationpositioningsystem.Itdiscussestwokeytechnologymethodsofthealgorithm,unwrappingphaseambiguityandanexpertsys