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原文传递短基线OBS投放定位系统设计

论文题名：	短基线OBS投放定位系统设计
关键词：	水声定位系统;蒙特卡洛;时延估计;信号处理;短基线
摘要：	本文根据短基线TOA测距交汇解算的定位原理，设计了一套用以定位OBS投放位置的水声定位系统，该系统具有体积小、成本低的特点。定位系统包括信标和基阵两部分，信标安装在定位目标上，基阵以船体为载体，在200m范围内进行同步定位。定位系统结合GPS系统，以对定位坐标进行大地坐标系转换。　　本文中，对定位系统的定位解算模型进行了分析。根据设计指标，以多种定位算法对定位方程组进行优化求解，并以蒙特卡洛方法进行了各算法定位精度的仿真分析。通过引入定位精度因子，比较了不同阵型对定位精度分布的影响。向基阵中加入双天线差分GPS系统，通过测量天线矢量来建立基阵坐标系和大地坐标系的联系。　　在TOA交汇解算中，时延估计的精度是影响定位精度的主要因素。本文选择了易于工程实现的PHAT广义互相关法作为定位系统主要的时延估计算法。为保证虚警率恒定，以恒虚警检测器对时延估计相关峰进行检测，使用了一种可调参数的Ⅵ-CFAR检测器，该检测器通过对检测单元所处环境进行噪声背景特性判定以确定检测门限。信号处理采用包络检测和广义互相关法结合的方式，以满足计算量和精度要求。　　本文对定位系统的发射机和接收机的电路板进行了设计。最后以实验水池中的接收信号模拟真实信号，通过处理实验数据对信号处理流程进行了改进。
作者：	王雷
专业：	水声工程
导师：	雷亚辉
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2021