长程超短基线定位系统信号处理算法仿真及软件设计

长程超短基线(LR—USBL)定位系统是利用水声定位技术实现对多个水下合作目标进行定位、跟踪和数据传输，系统工作于应答工作方式。其关键技术是实现对目标方位估计的高精度和多目标的分辨。 本论文的工作主要有两个部分：长程超短基线定位系统的高精度定位算法仿真研究和系统信号处理软件设计。 定位算法的研究从两个方面着手：对于单频信号，根据一般超短基线的定位原理，利用自适应相位差估计技术测量不同阵元接收信号间的相位差实现目标定位；但是这种算法的精度不高，不能满足系统的工程需要，为了达到高精度要求，本文采用了新的阵型和相位差修正办法，既提高了系统定位精度又避免了相位模糊的问题。对于宽带信号，将短基线的定位技术用于超短基线，利用相关时延估计技术测量不同阵元接收信号间的时延差实现目标定位；为了提高定位精度，采用相关峰内插技术实现高精度时延差估计。上述两种不同信号形式下的定位算法经过MatLAB仿真，均能达到系统的定位精度要求，并具有多目标分辨能力。 系统信号处理软件设计是在由另一同学完成的硬件平台上进行的。在该硬件平台上实现了应答信号的实时检测和相位差估计批处理运算等主要功能，通过实验室模拟，软件运行良好，处理结果与理论分析相符，证实了单频信号的相位差估计算法在长程超短基线定位系统硬件平台上运行的可行性。