原文传递
基于ARM技术的数字船用雷达ARPA系统的研究
| 论文题名： | 基于ARM技术的数字船用雷达ARPA系统的研究 |
| 关键词： | 杂波抑制;航迹处理;数字船用雷达;导航避碰设备 |
| 摘要： | 自动雷达标绘仪（ARPA）作为一种船用导航避碰设备，在引导船舶安全航行以及避碰方面发挥着极其重要的作用。本文结合国内外船用雷达 ARPA系统的应用背景和发展趋势，研究并设计了一种基于嵌入式处理器和 FPGA双处理器架构的船用雷达 ARPA系统。该系统能够完成对回波信号的实时采集、对雷达杂波信号的可调性抑制、对雷达目标进行跟踪预测以及实时显示。同时，该系统具有友好的人机交互界面，方便用户对雷达的操作和控制，实现船用雷达导航和避碰功能。在本课题的研究与开发中，本文完成了以下工作： 1)详细介绍了船用雷达ARPA系统原理。首先介绍了各种传感器信号的预处理方法及其必要性，然后介绍了目标检测、录取和跟踪的原理及方法，接着介绍了目标参数的自动计算及危险判断与报警，最后介绍了船用雷达试操船功能。 2)结合数字船用雷达工作原理，讨论了基于ARM技术的数字船用雷达ARPA系统的总体要求及总体设计方案，同时分析了系统设计中的雷达数据传输和扫描坐标变换两个关键问题，并给出了解决方案。此外还分析了嵌入式软件总体设计方案并对软件系统进行了模块划分。 3)详细介绍了ARPA算法的研究与设计。通过对雷达杂波抑制算法进行建模、分析以及仿真，选取了适合本系统的杂波抑制算法；接着介绍了雷达信号积累算法，通过信号积累能够有效地提高脉冲信号的信噪比，从而有利于改善船用雷达目标检测性能；然后介绍了目标点迹形成与处理相关原理；通过对传统的α-β滤波算法、极坐标系以及直角坐标系下的自适应α-β滤波算法进行仿真比较，选取了具有较好跟踪能力、更高跟踪精度的自适应α-β滤波算法。 4)完成ARPA系统的设计与实现。通过建立交叉编译环境以及嵌入式Qt应用程序的实现，构建了ARPA系统Qt/Embedded开发平台；结合雷达系统界面设计原则完成了雷达人机交互界面的设计与实现；最后着重介绍了雷达扫描显示模块、信号处理模块、数据处理模块的设计与实现，并通过实现效果图进行了验证。 本文完成了基于ARM技术的数字船用雷达ARPA系统的研究与设计，结果表明，该系统能够实现雷达回波信号的实时采集、杂波抑制、图像显示、目标跟踪与预测，具备一定的工程应用价值。 |
| 作者： | 伍家香 |
| 专业： | 电路与系统 |
| 导师： | 唐普英 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 电子科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
