基于混沌的水声定位信号设计及性能分析

针对水声信道中复杂的噪声环境及各种干扰对定位准确度的影响,利用扩频通信技术的抗干扰、抗噪声能力,提出一种基于混沌的扩频信号产生方法。将该信息作为水声定位信号,通过相关法得到精确时延,进而可以计算出节点间的距离,通过在水声信道下对其性能进行分析。仿真结果表明:该扩频信号相关特性理想,具有很强的抗干扰能力,测距准确度高,适合用作水声定位信号。     

一种水声脉冲测距系统测时方法

水声脉冲测距系统中,测时精度决定了系统整体的测距精度。提出了一种基于三次样条插值的测时方法。该方法通过三次样条插值重新构建信号,精确求出每个载波周期的峰值,从而提取出信号包络。在对信号包络进行平滑后通过求解斜率最大值来估计时延。实验结果与理论分析是一致的,表明该方法对水声脉冲信号测时可以达到很高的精度。     

一种新型光纤干涉测量系统

提出一种可以测量１米以上绝对距离的光纤干涉测距系统，采用两部分干涉结构，分别对靶标进行定位及光程调谐和对距离进行测量。通过引入已精确标定的光纤进行光程倍增以扩大系统的动态范围，对系统的信号处理方法进行了初步讨论，并给出系统仿真的结果。     

一种新型光纤干涉测距系统及其定位信号处理

本文提出一种新型的光纤干涉测距系统 ,可以测量 1m以上的绝对距离。整个系统采用两部分干涉结构 ,分别对目标进行定位、光程调谐以及对距离的测量 ,并通过引入已精确标定的光纤进行光程倍增以扩大系统的动态范围。文中论述了系统的基本测量原理及其数字化定位信号处理系统 ,并给出此定位信号处理系统的实验结果     

基于VMD和窄带包络相关的船舶辐射噪声改进DEMON分析

船舶辐射噪声的包络谱中蕴含着轴频和桨叶数等船舶固有特征信息,对船舶目标识别具有重要意义。为了提高船舶辐射噪声包络谱解调性能,提出了基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)和窄带包络相关的改进DEMON分析方法。首先利用VMD算法代替传统带通滤波器,将船舶辐射噪声信号分解为若干个子带;然后对各子带进行希尔伯特(Hilbert)检波并计算平均窄带包络相关系数,用于衡量信号的包络调制在频域上的非均匀性;最后提取各子带信号包络谱并按照平均窄带包络相关系数进行加权融合,从而得出宽带噪声信号的包络谱。利用该方法对实测不同类型和不同航速船舶辐射噪声信号进行了处理,结果均表明所提方法能有效提高包络谱解调效果,较传统方法更为有效。     

水下网络移动节点分布式定位算法

随着水下网络系统的发展,水下移动节点的分布式定位技术的研究受到关注。提出了一种自组织、可容忍节点失效与测距误差、计算量和通信开销小的分布式水下节点定位算法,该算法利用自适应加权、循环三角组合测量法提高定位精度。对基于TOA测距的循环三角组合算法的定位精度进行了仿真,分析参考节点数对平均定位误差的影响,并与三边测量法的定位精度进行了比较。仿真结果表明,该算法具有较高的定位精度,对节点失效和测距误差的鲁棒性高,并且降低了水下网络对参考节点的密度要求。     

三元阵被动测距在浅海低频条件下的声速修正

声速是三点被动测距方法中影响距离解算精度的重要参数,当声呐系统的工作频率较高时,一般直接使用海水声速。但随着远距离探测声呐技术的发展,声呐工作频率越来越低。浅海波导中传播的低频声信号的相速度和群速度明显不同于海水声速,选取哪个声速项用于距离解算是一个值得研究的问题。通过理论分析与pekeris波导中的数值仿真,确定了三点被动测距解算公式中的速度项应为相速度。仿真结果表明选用简正波相速度用于距离解算能有效降低浅海低频时三点被动测距方法的误差。     

两种滤波器在被动测距中的应用

精确测定目标信号到达不同水听器的时延差是被动测距声呐正常工作的基础.本文先是采用一阶线性递归滤波器对相关函数进行滤波,然后再用居于自适应噪声抵消器的参数估计器对所测的延时(测距)进行后置滤波和跟踪,取得了很好的效果.     

一种基于测距定位的多维水下可见光通信传感网

本文提出了一种基于测距定位的多维水下可见光通信传感网。该系统包括:锚节点、网络接入模块、网络信号处理模块、可见光通信收发一体机A和B、电信号处理模块、本地处理和显示模块、云端服务器模块以及数据库。网络信号接入后经模数转换加载到蓝光LED上,通过可见光信道到接收端,再经光电转换器加载到信号处理芯片,终端识别后以同样方式传送给网络。同时,云端服务器模块将本地处理和显示模块分析的误比特率、经测距算法得出的水下位置信息等实时上传至数据库。系统通过信道变化引起相应参数变化来实现传感。此外,节点构成多维传感网,可实现可靠的水下数据传输,并通过节点掌握水下位置信息,可实现精确定位,且鲁棒性较好。     

高精度超声测距系统中自相关小波去噪法

超声测距的精度主要取决于飞行时间的提取精度,由于受噪声影响,接收信号的始点位置通常无法精确提取.传统方法常采用设计滤波器降噪,然而由于滤波器的参数无法随超声信号变化而改变,导致其适应性较差.本文提出了一种自相关小波阈值去噪的自适应去噪方法,通过计算各层小波细节分量与近似分量的相关性系数,自动确定最优分解层数,并通过采集分析噪声信号的小波分量,选择最优去噪阈值,达到了良好的去噪效果,增强了回波信号的信噪比,极大地提高了回波飞行时间的提取精度.经实验验证,信噪比可提高6~7 d B,在1 900 mm的范围内测量误差小于0.3 mm,测量不确定度小于0.17 mm.与传统方法相比,本方法具有适应性强、始点识别率高、测距精确等优点.