CN108761464A - 一种基于chirp信号的水下短基线定位声呐信号处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于CHIRP信号的水下短基线定位声呐信号处理装置，包括高速信号处理器、信号发生器、4通道数据采集器、发射信号波形存储器、参考信号波形存储器，所述高速信号处理器与发射信号波形存储器双向电连接。该基于CHIRP信号的水下短基线定位声呐信号处理装置，使用CHIRP信号能降低环境噪声对信号的影响，能够提高***时间测量精度，进而能够提高定位精度，并且能降低对外部应答器发射功率的要求，有利于应答器实现远距离和低功耗，同时通过使用高速信号处理器进行处理，提高了***的运算能力和可靠性，并且可以提高***的工作效率，还提高了定位结果的刷新频率。
Description
技术领域
本发明涉及水下定位技术领域，具体为一种基于CHIRP信号的水下短基线定位声呐信号处理装置。
背景技术
现有的水下定位技术主要使用CW(单频脉冲)信号的常规短基线定位声呐测时精度差，不利于提高定位精度，并且环境噪声对CW信号造成严重影响，不利于在低信噪比下检测应答信号，降低了定位距离，不利于应答器实现低功耗，而且现有技术中检测算法复杂，计算量大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于CHIRP信号的水下短基线定位声呐信号处理装置，降低了环境对信号的影响，提高***时间测量精度，进而能够提高定位精度，而且降低了对应答器发射功率的要求，有利于应答器实现远距离和低功耗，同时通过使用高速DSP器件进行处理，提高了运算能力，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于CHIRP信号的水下短基线定位声呐信号处理装置，包括高速信号处理器、信号发生器、4通道数据采集器、发射信号波形存储器、参考信号波形存储器，所述高速信号处理器与发射信号波形存储器双向电连接，高速信号处理器与参考信号波形存储器双向电连接，且高速信号处理器与4通道数据采集器双向电连接，高速信号处理器的输出端与信号发生器的输入端电连接，且高速信号处理器的输入端与外部电源的输出端电连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、使用CHIRP信号能降低环境噪声对信号的影响，能够提高***时间测量精度，进而能够提高定位精度。
2、通过拷贝相关法进行信号压缩，可以降低***的检测阈，降低了对应答器发射功率的要求，有利于应答器实现远距离和低功耗。
3、使用高速信号处理器，将信号检测算法和定位算法集成于一个处理器中，无需在多个处理器之间交换大量数据，提高了***可靠性，同时，运算能力的提高有利于提高***的工作效率，提高了定位结果的刷新频率。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于CHIRP信号的水下短基线定位声呐信号处理装置，包括高速信号处理器、信号发生器、4通道数据采集器、发射信号波形存储器、参考信号波形存储器，所述高速信号处理器与发射信号波形存储器双向电连接，高速信号处理器与参考信号波形存储器双向电连接，且高速信号处理器与4通道数据采集器双向电连接，高速信号处理器的输出端与信号发生器的输入端电连接，且高速信号处理器的输入端与外部电源的输出端电连接，高速信号处理器为信号发生器提供数据波形，预先生成的波形存储于发射信号波形存储器中，使用时直接调用波形采样点，并通过信号发生器转换为模拟电压信号并发射出去，并记录信号发射时刻，由高速信号处理器控制4通道数据采集器对接收信号进行采样、量化、存储，以备后续处理，高速信号处理器从参考信号波形存储器中取出参考信号，并运行相关检波算法，获取信号到达时刻，依据信号到达时刻和信号发射时刻，确定各路信号的应答时延，在高速信号处理器中运行定位算法，根据应答时延确定应答器的相对位置，对位置数据进行加权平均后，通过串口输出至用户，该基于CHIRP信号的水下短基线定位声呐信号处理装置，使用CHIRP信号能降低环境噪声对信号的影响，能够提高***时间测量精度，进而能够提高定位精度，并且能降低对外部应答器发射功率的要求，有利于应答器实现远距离和低功耗，同时通过使用高速信号处理器进行处理，提高了***的运算能力和可靠性，并且可以提高***的工作效率，还提高了定位结果的刷新频率。
在使用时：首先由高速信号处理器生成预定参数的CHIRP信号，并通过数据发生器发出信号，然后打开4通道数据采集器，接收外部应答器返回的CHIRP信号，高速信号处理器将4个通道采集的信号记录在***内存中，然后对各通道的CHIRP信号进行检波处理，找到各路信号的到达时刻，高速信号处理器利用各路信号的到达时刻计算应答器的方位和距离，进行定位结算，最终给出应答器的相对位置，最终的计算结果进行姿态修正后，通过串口发送出去。
本发明使用CHIRP信号能降低环境噪声对信号的影响，能够提高***时间测量精度，进而能够提高定位精度，并且能降低对外部应答器发射功率的要求，有利于应答器实现远距离和低功耗，同时通过使用高速信号处理器进行处理，提高了***的运算能力和可靠性，并且可以提高***的工作效率，还提高了定位结果的刷新频率。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种基于CHIRP信号的水下短基线定位声呐信号处理装置，包括高速信号处理器、信号发生器、4通道数据采集器、发射信号波形存储器、参考信号波形存储器，其特征在于：所述高速信号处理器与发射信号波形存储器双向电连接，高速信号处理器与参考信号波形存储器双向电连接，且高速信号处理器与4通道数据采集器双向电连接，高速信号处理器的输出端与信号发生器的输入端电连接，且高速信号处理器的输入端与外部电源的输出端电连接。
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2018
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