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超短基线定位声呐测试装置设计与实现
| 论文题名： | 超短基线定位声呐测试装置设计与实现 |
| 关键词： | 定位声呐系统;超短基线;换能器;发射电路;FPGA |
| 摘要： | 水运业是交通运输体系中的重要组成部分，是一个国家经济与社会发展的基础性、先导性产业和服务性行业。国内目前尚没有计量机构部门对水运工程领域中广泛应用的超短基线(USBL)定位声呐系统开展测试方法研究及测试装置研制的工作，造成了目前在水运行业内应用的该种声呐设备的性能指标考核困难，评价标准不统一、不规范等问题，从而制约了该类声呐装备在水运领域的发展和应用，也进一步影响了水运工程作业的标准化、规范化发展进程。论文基于USBL定位声呐系统的六自由度测试方案，开展仿真验证分析并设计相应的测试装置，开展水池条件下测试方法研究以及示范试验。 以针对USBL定位声呐系统的六自由度测试方法实现为出发点，论文建立了量值传递数学模型，并基于该模型设计了四自由度扩展装置，构建了基于室内水池四自由度运行控制平台的六自由度水下定位声呐测试平台;基于水声传播距离与声衰减的对应关系，在有限尺度水池内开展针对定位声呐声检测能力测试，并为此设计实现了目标模拟声信标。采用比较法对测得的声学量值进行量值传递，在国家规程文件的基础上给出了声学量值溯源图。设计实现的目标模拟声信标包括半空间指向性宽带换能器、发射电路、接收电路及以FPGA为核心的数字控制电路等，在上位机的控制下可模拟发射USBL系统的信标应答信号。模拟声信标具有超过40dB的动态输出范围，具备模拟1500米以上距离处目标声信标的发射能力，支持了基于目标声模拟的定位声呐测试方案。论文最终使用AAE公司Nexus2USBL系统开展水池内六自由度测试方案下的总体测试，验证了论文研究测试方法的正确性及测试装置的功能。 |
| 作者： | 梁景然 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 朱建军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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