一、声纳测向精度海上动态测量计算公式的证明和修正（论文文献综述）
王红萍,李钢虎,齐彦生,张永峰[1]（2007）在《声纳动态测向的数据处理方法》文中提出提出白噪声多项式最优线性移动平滑滤波算法应用于分离声纳测向精度测量数据中的真实信号和随机噪声,并通过滤波方差比给出对随机误差的压缩程度;对声纳测向精度海上动态测量计算公式给出了完整的理论证明,并推导出更加精确的计算公式。试验结果表明,上述方法对声纳测向精度数据有效、适用。
倪聚清[2]（1990）在《声纳测向精度海上动态测量计算公式的证明和修正》文中研究指明本文对在实际使用中存在争议的声纳测向精度海上动态测量计算公式,给出完整的理论证明,推导出更加精确的计算公式。在利用计算机进行仿真的基础上提出了使用这种公式的修正系数。从而更加准确地评价海上测量声纳的测向精度。
杨玉春[3]（2014）在《测深侧扫声纳关键技术研究》文中认为随着对海洋资源的开发和利用，水下声学探测成为当前很热门的课题，而海底地形地貌探测更是开发海洋的第一步，其重要性不言而喻。目前探测海底地形地貌主要有两种重要仪器：侧扫声纳和多波束测深声纳（合成孔径声纳由侧扫声纳衍生而来，本质上也可看作是侧扫声纳的一种），它们都有各自的优势。侧扫声纳横向分辨率高，主要用于探测海底地貌；多波束测深声纳能精确测量海底深度，形成直观的三维地形图，主要用于探测海底地形。为了把这两种探测声纳的优点结合起来形成一种既具侧扫功能，又具测深功能的声纳，英国学者Denbigh于1977年首次正式提出测深侧扫声纳系统原理和结构，它从侧扫声纳的基础上发展而来，因而完全具有侧扫声纳的所有优点；结构上主要是增加了若干条平行于发射阵元的接收阵元来接收海底回波信号，然后利用不同接收阵元间的相位信息来估计海底瞬时回波方位，从而计算出海底深度，因而它又可以像多波束声纳一样，具有条带测深的功能。和多波束测深声纳相比，测深侧扫声纳的测深探测点可以更多，且与侧扫探测点的位置基本保持一致，这就使得两者之间的数据融合变得更加容易。不过需要指出的是，它也有自身的缺点：测深精度受到其本身结构的限制，实现高精度测深一直是一个难点。围绕测深侧扫声纳的某些关键技术，论文展开了一系列的研究工作，主要内容如下：1)研究了海底反向散射理论，总结了海底反向散射的一般规律，介绍了Jackson散射模型来定量描述海底反向散射强度，并结合海试实验数据验证了Jackson散射模型的正确性。2)详细介绍了侧扫成图原理和测深成图原理，结合测深侧扫声纳接收阵元数少和进行方位估计时可用数据快拍数少这两个特点，着重研究了三种可行的测深算法——差分相位法、子阵空间拟合法和基于Prony原理算法，并讨论了这些算法的性能和适用范围。3)围绕测深侧扫声纳的可行性问题，详细分析了测深侧扫声纳的一些性能指标参数；对测深误差和测深精度评估，从理论上进行了分析和研究，这在实际测深中也具有相当重要的意义。4)针对测深侧扫声纳信号处理作了大量的仿真工作，从接收海底回波信号的仿真，到侧扫声图的仿真，再到用这三种测深算法对不同的二维海底地形进行测深的仿真，最后到对三维海底地形测深的仿真。通过这些仿真研究，论证了测深侧扫原理的正确性，也为后面实际数据的信号处理指明了方向。5)对实际实验数据进行了详细的分析和处理，在侧扫成图问题上，针对测深侧扫声纳具有多条接收阵元这一特点，提出了将多阵元加权处理得到的侧扫声图与单阵元处理得到的侧扫声图进行融合，消除了某些二次反射重影，提高了侧扫声图质量。分析声速剖面修正前后的深度估计结果，说明声速剖面是影响测深误差的重要因素。用三种不同算法处理了单Ping的海底回波数据，得到海底深度估计结果，并对测深结果作了分析比较。通过基于Prony原理算法对实际数据进行处理，得到与侧扫声图相对应的测深声图，分析指出两种声图中反映出的地形地貌特征是相吻合的，并且相互补充。最后用Caris软件对处理后的数据进行成图和镶嵌融合处理，将这些测深侧扫图进行地理坐标位置修正，得到更加直观和精准的侧扫声图和测深声图。
向宇[4]（2020）在《水下目标定位声纳信号处理算法研究与实现》文中研究表明Pinger信号是一种带宽、脉宽均较窄且有固定重复周期的脉冲信号,是用于对水下合作目标进行定位的常用信号。本论文针对某水下合作目标定位系统对Pinger信号实时检测与估计的需求,以多核DSP芯片作为信号处理硬件平台,设计并实现了一套实时信号处理软件,该软件具有信号检测、时延估计、频率估计和目标方位估计功能。论文最终完成了实时信号处理软件调试、定位系统整机联调以及定位系统湖上试验,对本论文设计实现的实时信号处理软件进行了充分检验验证,达到了预期目标。首先,论文开展了针对Pinger信号的信号检测、时延估计、频率估计与方位估计算法的理论及仿真研究,分析了信噪比、脉冲信号不同参数等条件对信号检测与参数估计性能的影响,考察了算法的稳健性与工程可实现性。根据仿真结果与实时平台计算效率要求,制定了以基于STFT的非相参累加算法、基于频差修正的FFT插值算法以及波束域MUSIC方位估计算法为核心的信号处理方案。其次,论文在完成信号处理理论与仿真分析的基础上,通过算法移植,设计并实现了基于核心处理芯片TMS320C6678的信号处理软件。该软件通过配置NDK网络接口和IPC核间通信模块,实现了数据共享与多核多线程并行处理,利用TI底层函数库完成了Cache缓存一致性维护。之后对整套实时信号处理软件的实时处理耗时、内存占用等情况进行了测试。最后,论文对信号处理软件进行了实验室调试及性能测试,参与完成了整个定位系统的实验室联调以及全系统湖上试验测试,对本论文设计实现的实时信号处理软件进行了系统、全面地检验验证,圆满完成了论文研究工作。
吴英姿[5]（2001）在《多波束测深系统地形跟踪与数据处理技术研究》文中研究说明多波束测深系统是现代信号处理技术、计算机技术、高精度导航定位技术等多种技术的高度集成。本文在我国独立开发的 H/HCS-017 型条带测深仪产品的技术基础上，对有关的多波束测深技术进行了研究。 围绕海底反向散射信号的高精度检测和估计技术，开发了快速能量中心收敛算法和特征模型相关算法，研究了基于 FFT 波束形成的加权时间平均与方位指示处理方法，并讨论了利用分离波束相位差检测技术的海底反向散射信号到达时间 （TOA） 和到达方向 （DOA） 的高精度检测与估计方法。研究成果经过海上实际采集的试验数据检验，结论正确。对于进一步提高国产多波束条带测深仪产品的技术性能具有重要参考价值和良好的应用前景。 海底地形实时跟踪技术是保证多波束测深系统实现高效率全覆盖水下地形测量的核心技术，作者通过对多波束测深系统海底回波信号统计特性的研究，依据地形测量理论，并结合实际系统信号处理的技术特点和处理时序，提出了实现海底跟踪控制的关键参数及计算方法，建立了基于中值滤波技术的海底地形实时跟踪数学模型，并开发出实时地形跟踪专家系统，该系统经多次海上实验验证表明：理论正确、方案可行，取得良好效果。 多波束测深系统是一个多传感器组合的复杂系统，本文分析了系统主要误差的来源，论证了声纳基阵误差综合修正方法，并提出了测量数据的预处理方法和测深数据的时间与空间联合处理方法，可以有效剔除野值，提高数字成果图的成图质量。 多波束测深系统的测量成果必须通过海上实验考核，我国目前还没有多波束测深的测量规范。本文根据国际海道测量标准提出了多波束测深系统的水深和位置精度的评估模型，并提出了一种双观测法统计模型对测量数据的质量进行评估，其研究成果可以为建立我国多波束测深规范提供参考。 ． 哈尔滨工程大学博士学位论文——＠ 此外，作者通过对国内外多波束测深技术的发展动态和应用前景的研究分析指出：型号多样化、体积小型化，高精度和多功能将是今后多波束测深系统的发展方向。
胡志祥[6]（2012）在《雷电定位算法和误差分析理论研究》文中指出近年来,雷电定位系统所提供的数据已成为雷电科学研究和防灾减灾的重要依据。针对不同的使用目的,世界各地建立了多种雷电探测网,探测网由分布于不同位置的多个探测器组成。探测器能接收并记录雷电辐射的电磁波的到达方向和到达时间,定位系统可利用这些观测数据计算出雷电的发生位置和时间等参数。快速地解算出雷电未知参数并进行精度估计是雷电预警、防灾减灾及雷电科学研究中的重要问题,本文在综述了各种雷电探测网特点的基础上,归纳了雷电定位的数学原理,深入研究了雷电目标的无源定位算法和误差分析理论与方法,并评估了武汉雷电探测示范网的性能,主要研究内容和成果包括：（1）对各种雷电定位模型进行了一次全面总结,分别讨论了地闪、云闪定位的数学原理。列出了地闪二维平面定位、地闪椭球面定位、云闪三维时差定位、云闪三维方向定位的基本方程。给出了求算未知数的最大似然估计量的准则和点位误差椭圆的融合方法。建立了雷电定位问题的数学框架,是后续研究的基础。（2）给出了基于泰勒级数展开的迭代算法的计算公式,首次研究了雷电定位迭代算法收敛区和发散区的分布,结果表明雷电定位对初始值的精度要求较宽松。若采用探测网内任意一点作为初始位置,对发生于探测网内外绝大部分区域的目标进行定位时,迭代算法都能收敛,但迭代计算发散的区域会一直存在,即“万能”的初始值是不存在的。此外,把网格搜索算法和粒子群搜索算法引入到雷电定位领域。搜索算法具有较好的稳定性,但计算量较大。进一步提出了采用粒子群算法和迭代算法进行联合定位计算的策略。该联合算法能保证迭代算法的收敛,并大幅减少算法的计算量。（3）采用假设检验的统计方法判断并剔除雷电观测数据中的含粗差数据,以适应函数值作为评价指标,当观测数据不含粗差时适应函数值服从卡方分布。分析了判断粗差是否存在及进一步能否找出含粗差数据的条件,表明只有在雷电探测数据较多时才能进行粗差剔除。利用算例验证了粗差剔除的可行性,通过不断地组合探测数据,对应适应函数值最小的组合通常不含粗差,结果表明剔除了粗差后定位精度大幅提高。（4）研究了不同定位模型对地闪定位误差造成的影响。由于地球为扁椭球体,平面和球面定位模型只适用于覆盖范围较小的探测网。因而地闪定位只有采用椭球面定位模型方可保证精确定位。比较了两套不同大地线长度和方位角计算公式的计算结果,证明公式计算结果对地闪定位应用足够精确。（5）给出了利用蒙特卡罗仿真结果、协方差矩阵或CRB下限公式计算定位误差参数的方法,用数值算例表明三种计算方法所得结果是等价的。利用上述误差分析方法研究了地闪方向定位、到达时间定位及三维云闪到达时间定位的误差分布特征。针对到达时间法的特点,对二维和三维目标分别提出了利用单位圆内接三角形的面积和单位球内接四面体的体积估计点位误差大小的几何模型,这两种误差模型可用于评估目标定位误差、解释误差分布特征并指导探测网站址的选择。（6）评估了武汉示范网的性能,性能指标包括定位误差分布及有效探测范围。研究了武汉示范网地闪定位误差分布特征,误差分布计算结果说明了方向观测数据对该小型探测网的重要性。分析了不同高度云闪目标的定位误差分布,结果表明目标越高,定位误差越小；同时目标离探测网中心的平面距离越远,误差越大。讨论了地球曲率及山脉遮挡对云闪探测率的影响,并计算了不同平面位置处可被定位出的云闪的高度下限。建议未来建立云闪探测网时应提高探测站高度,可使探测范围增大。
张志强[7]（2020）在《水下移动重力测量理论方法及应用研究》文中认为海洋重力数据是海洋地球物理重要信息,在地球物理、矿产资源勘探、军事运用和火箭发射等方面都有广泛应用。卫星测高和船载重力测量可获得数公里乃至更大区域的海面重力特性,但较小规模（亚公里）的海底地质特征仍需结合水下和近海底调查,以克服离势场源过远所造成的信号衰减。水下移动重力测量能够连续实施近水底的重力勘测,如使用自治水下无人航行器（AUV）还能允许水面母船同时执行多个任务,进而降低水下重力测量相关的高成本和准入门槛,是未来海洋重力测量发展的重要方向。相对于普遍采用的航空、船载移动重力测量,水下移动重力测量无法使用卫星定位信号,需要使用水声定位、捷联惯导以及深度计等多种辅助定位设备才能得到准确三维位置,同时水下航行物体运动姿态与飞机、舰船航行有较大区别,对于重力测量的影响机理不同。本文从水下移动重力测量应用需求出发,以AUV搭载捷联式重力仪为主要研究方向,结合理论研究、实航数据和实验分析,分别建立了水下移动重力测量模型、分析了AUV平台对重力测量的影响、设计了有效的重力测量平台、提出了适于捷联式重力仪的算法和数据处理流程,并通过湖上实验验证了软硬件平台的合理性和可行性。论文的主要工作和成果主要包括:（1）研究了水下移动重力测量的基本原理和方法,建立了水下移动重力测量模型和相应的误差模型,重点分析了捷联式重力仪姿态、位置和速度等误差源。讨论了1 mgal精度的可行性以及对水下定位设备的性能要求。经计算,在重力传感器与捷联式航空重力仪一致、水声定位系统定位精度达到测量斜距的0.5%、水压深度计测深测量精度达到5 cm且多普勒计程仪测速精度达到0.1 m/s的情况下,可以确保水下移动重力测量达到精度要求。（2）分析了AUV作为搭载平台,其水下运动对重力测量的影响（本文称为诱导重力）,推导了矢量重力测量的诱导重力计算公式,基于国内自主研发的三型AUV实际海上航行数据,计算了相应的诱导重力。对于矢量重力测量来说,应当使用排水量较大的AUV,并通过总体优化设计尽量减小定深航行时的俯仰角和航向角,同时在实施测量时严格控制转向和加减速运动;对于标量重力测量来说,采用多推进器组合方式的AUV是实施水下移动重力测量的最佳选择,重力仪布置在距运动中心X轴方向上大于4 m时、Y轴方向上大于2 m时,诱导重力将大于1 mgal。（3）设计了1套基于AUV的水下移动重力测量平台,包括平台总体、控制系统、导航系统、载荷和重力测量系统设计,建立了8个推进器的控制模型,采用了水下航行模糊控制方法的AUV重力测量平台控制系统。分析了水下移动重力测量对导航设备的性能要求,设计了由INS+DVL、DGPS+SBL、水压深度计、水声高度计和避碰声纳等设备组成的组合导航系统并进行了设备选型,导航系统同时提供重力计算所需的水下位置、速度及深度信息。（4）围绕水下移动重力测量所需的精确位姿估计问题开展了融合估计方法研究,研究了在误差状态下的间接估计模式和位姿状态下的直接估计模式,通过推导状态演化方程建立了状态模型;根据外部量测方程构建了观测模型,分别形成了间接模式与直接模式的数据融合状态空间模型。在此基础上,针对间接模式方法的数值问题提出了改进算法;针对直接模式连续-离散状态空间模型的求解问题,提出了连续时间更新的数值积分方法与离散观测更新的虚采样迭代方法,形成了直接模式位姿估计的连续-离散迭代扩展卡尔曼滤波（CD-IEKF）算法。通过工业级GNSS模拟器生成的不同载体运动数据与不同精度等级IMU的仿真测量数据验证了该方法的有效性。（5）构建了由AUV重力测量平台、重力仪和测量船组成的水下移动重力测量验证实验系统,于2020年1月在武汉市木兰湖水域沿着同一路径先后进行了4条水面测线、2条水下测线的移动重力测量,采用重复测线评估重力测量,精度达到0.42 m Gal,验证了水下重力测量与水面测量的一致性,证实了水下移动重力测量的可行性;进而基于本文提出的CD-IEKF算法进行了重力测量数据处理与重力提取,得到调整后重力异常测量的内符合精度为0.16 m Gal,证明了本文提出的算法具有较好的初始条件鲁棒性和动态估计性能。（6）讨论了不同形体的重力梯度理论模型,建立了均质半球体、质点和长方体引起的重力梯度及其空间分布。以美国俄亥俄级弹道导弹核潜艇为例,重点研究了密度不均匀物体的重力梯度信号及其测量问题,包括潜艇外壳和内部质量亏损引起的重力垂直梯度异常,计算了在不同的重力梯度仪器精度条件下对典型潜艇的探测距离,按照潜艇与AUV高度差500 m进行分析,重力梯度仪精度达到10-4E（E（?）tv（?）s）时,搜索宽度可达830 m。
苏程[8]（2012）在《深水多波束测深侧扫声纳显控系统研究》文中研究指明21世纪是海洋的世纪,认识研究海洋是人类探索未知的需要,也是解决日益严峻的陆地资源匮乏、人口膨胀性增长等问题的重要途径,因此世界上各个国家都在不遗余力的探索海洋、研究海洋、开发和利用海洋资源。海底地形地貌信息作为基础数据,在保障航运安全、建设海洋工程、开发海洋资源、发展海洋科学、维护海洋权益等各个方面都占据了极为重要的地位,受到了世界各国的普遍重视。声纳技术是当前对海底地形地貌探测的唯一有效手段,其中多波束声纳技术以其高精度全覆盖式扫海探测优势被国际海道测量组织规定为高精度海底地形探测的唯一方法。然而由于深水多波束声纳系统涉及组成设备众多、实时探测数据量巨大、原始探测数据处理复杂等因素,使得深水多波束声纳显控系统在实时条件下只能进行简单的设备控制和数据展示,造成了人机交互不够友好、不能快速准确的实时展示多源探测信息、现场处理能力较差等不足。本文针对当前国内外深水多波束声纳显控系统存在的不足展开了深入研究,主要包括：针对深水多波束测深侧扫声纳设备的复杂工作机制的安全友好的控制操作方法、针对深水多波束测深侧扫声纳系统海量实时探测数据的高效稳定的数据采集方法、针对深水多波束测深侧扫声纳系统实时测深数据、实时侧扫数据、实时水体数据等多源实时探测数据的快速丰富的科学数据实时表达方法等,并基于这些研究成果,设计并实现了设计并实现了基于我国首次研发的深水多波束测深侧扫声纳设备的显控系统。实验结果表明,该系统能够以多视图同步方式对实时多源动态探测成果进行2D/3D可视化表达,为深水多波束声纳设备提供安全友好的控制终端,为用户提供稳定便捷的探测数据服务,增强现场处理能力和数据发掘能力。本文的主要创新点包括：（1）针对深水多波束声纳系统实时测深数据由于构建可视化海底DEM时的海量性、动态性、不规则性等特点,为提高海量原始测深数据构建动态不规则海底DEM的效率提出了：A.快速声速改正方法；B.快速波束位置解算方法；C.快速条带式动态网格化方法；D.动态不规则金字塔构建方法；从而使得深水多波束声纳系统原始实时测深数据能够快速且相对准确的构建为规则格网形式的不规则动态海底DEM,设计并使用GPU友好型渲染方法,实现了全球框架下的不规则动态海底地形的三维实时渲染。（2）提出了实时侧扫数据的条带式增量更新方法,动态增量式直接构造侧扫图像,通过直接屏幕贴图实现了实时侧扫图像的快速绘制。（3）提出了基于极坐标变换的实时水体数据重采样方法,直接构造扇形水体图像,实现了实时水体图像的快速绘制。（4）提出了一种基于状态保护与转移机制的声纳设备控制方法,实现了安全友好的交互式声纳设备控制。（5）提出了一种基于本地缓存池的多线程实时数据采集方法,有效提高了声纳主控计算机采用广播方式推送各类实时数据至显控系统时的实时数据采集成功率。实验结果表明该系统满足深水多波束测深侧扫声纳设备的显控需求,能够保障声纳设备作业安全、增强现场作业能力和数据发掘能力。
吴艳群[9]（2011）在《拖线阵用光纤矢量水听器关键技术研究》文中认为近十年来,光纤矢量水听器得到快速发展,为矢量声学理论的发展和基于矢量探测的先进系统的应用带来新的契机。为应对安静型潜艇辐射噪声不断降低的挑战,发展高性能光纤矢量水听器拖线阵声纳,对提高探潜与反潜作战能力具有特别重要的意义,其相关研究也成为光纤水听器技术和新一代水声装备发展的前沿。在单基元光纤矢量水听器研制技术发展的基础上,本文进行了拖线阵用光纤矢量水听器关键技术的研究。针对拖线阵对探测基元体积的苛刻要求,对光纤矢量水听器的关键元器件之一光纤耦合器进行了小型化设计,解决了微型熔融拉锥光纤耦合器工艺制作上的难题;为分析影响光纤矢量水听器性能指标的各参量的影响,建立了光纤矢量水听器系统响应的动力学模型,进行了结构参数优化,突破了光纤矢量水听器小型化的关键技术;在此基础上,分析了悬挂元件与拖曳套管中填充液体对系统探测性能的影响,为光纤矢量拖线阵性能实现提供了理论依据;进行了光纤矢量水听器系统噪声抑制以及加速度-声压灵敏度均衡设计研究,探讨了光纤矢量拖线阵阵形测量与姿态校正技术,并对其中的光纤光栅传感器提出了新的中心波长检测方法。为检验系统水下探测性能,在矢量声场建模的基础上,研究了单基元光纤矢量水听器水下定向与定位性能,通过湖试与海试验证了系统水下应用的可靠性以及矢量探测的必要性。研究了光纤矢量水听器线列阵的各类声压-振速组合波束形成器的指向性、抑制左右舷模糊和阵增益,理论分析和海试结果均表明其目标探测与定向能力优于声压阵。本论文的主要研究结果和创新点如下:1、提出了超熔强耦合和优化火焰温度分布的拉锥方法,实现了最小封装结构的微型熔融拉锥光纤耦合器,其长度为20mm、损耗小于0.3dB,为拖线阵用小型化光纤矢量水听器的研制奠定了基础。2、研制了外直径为56mm的一体化结构的同振型光纤矢量水听器探测基元,其尺寸和性能均达到拖线阵应用的要求。3、建立了包括悬挂元件和拖曳套管中充油介质等影响因素在内的光纤矢量水听器系统响应的动力学模型,全面而深入地分析了系统响应特性,为拖线阵用光纤矢量水听器的研制与成阵提供了理论依据。4、提出了将自适应噪声相消算法与声不敏感干涉仪相结合的光纤矢量水听器系统本底噪声抑制方法,并通过湖试验证了其可行性和实用性。5、通过对声压与加速度传感器联合系统的特性分析,提出了光纤矢量水听器加速度-声压最佳动态范围的灵敏度均衡原则,为二者灵敏度设计提供了重要依据。
蔡艳辉[10]（2007）在《差分GPS水下定位系统集成关键技术研究》文中研究说明全球卫星定位系统（GPS）实现了全球开阔陆地、海面和外部空间的定位导航,由于无线电波信号不能够在海水中传播,对于广大的湖泊、海洋水下空间,却不能够直接使用。由于声波信号在水中具有很好的传播特性,将GPS技术和声纳技术进行集成,实现GPS技术的水下扩展,完成广大的海洋水下空间具有和陆地一样的GPS定位导航功能,就是“水下GPS系统”的主要指导思想。水下GPS定位系统就是基于差分GPS技术的水面可变长基线定位系统。通过多个GPS智能浮标在水面构成水面长基线网,实时检测水下目标的定位信号和测量其到达浮标的时间,实现系统的定位。系统包括差分GPS参考站、GPS智能浮标、水下收发机和船基控制中心四部分。差分GPS参考站主要提供GPS差分信号,实现GPS实时精密动态测量。GPS智能浮标通过将水上GPS系统和水下声纳系统进行集成,实现浮标精密位置测量、水声信号的检测和延时测量、浮标姿态测量、超短基线水声校正、无线电数据通讯等功能。水下收发机主要完成水声定位信号的生成和发射、控制中心的命令、定位结果信息的接收等。船基控制中心主要完成系统观测数据的接收、记录,监视和控制系统的工作状态,计算水下目标的空间位置。本文基于水下GPS定位系统的基本框架,对系统集成中的几个关键技术进行了详细讨论:1.系统的集成的总体方案常规的水下定位系统包括超短基线定位系统、短基线定位系统、长基线定位系统。本文采用了基于长基线双曲线定位的总体方案。基于长基线的双曲线定位算法设计减少了水下声纳系统的复杂度,同时简化了GPS接收机与水下声纳系统的基本接口。2.基于DGPS技术水面虚拟长基线组成通过GPS-RTK技术可以实现实时厘米级的浮标动态定位,对于米级定位系统解算可以认为是没有误差。但是由于同一个水声信号到达不同的浮标的时间是不一样的,参与系统定位解算的水面基线实际上是非同时的虚拟基线。本文提出了基于两步缓冲的同步数据提取算法可以很好的实现从各个浮标的水声信号中搜索同步的观测,并构成虚拟水面基线网。同时证明了基于双曲线定位模型实际隐含了GPS坐标差分算法。3.基于GPS时间系统的时间测量系统的基本观测量是水声信号到达浮标的时间,通过测量不同浮标接收水声信号时间计算水下目标到达不同浮标的距离差值。要测量时间差值,必须要求各个浮标系统的时钟严格同步,本文采用了基于GPS时间系统的浮标时钟同步,同时通过GPS接收机的1PPS脉冲校正延时测量漂移,实现精密的时间测量方法。4.系统的定位数学模型分析基于双曲线观测的定位模型是系统的基本原理,本文对该数学模型的求解进行了详细分析,对于四枚浮标的系统,本文给出了了迭代算法和解析算法求解的推导,同时对于多余四枚浮标的系统,本文给出了最小二乘算法求解推导。由于双曲线定位算法是非全局收敛的算法,本文提出的基于解析算法用于求解初值可以大大避免系统的发散。另外,由于声速在海水中的跃层问题,本文还给出了顾及平均声速的双曲线定位模型解算算法。同时对于给定的声速剖面,本文还提出了一种基于射线声学的水下定位求解算法。5.系统的误差分析实现水下的精密定位,需要分析影响系统定位的各种因素。本文提出了基于极坐标系统的双曲线定位分析方法。并以此详细推导了水面基线误差、网形对定位结果的误差分析公式和距离观测误差对定位结果的误差分析公式。另外还对多与四枚浮标的基线网络提出了基于双曲线最小二乘的PDOP值区域分析方法。通过该方法可以计算任意水面基线网形的不稳定区域和收敛区域。6.系统工作软件开发系统工作软件主要完成系统的状态监视、数据记录和备份、定位解算和命令控制等。本文采用了基于面向对象思想设计了系统的基本数据结构,采用多线程、多层次架构设计软件框架。提出了基于队列数据结构的多通道浮标数据的分离算法解决多浮标并行工作数据通讯问题。最后,本文结合千岛湖、南海和抚仙湖三次综合试验,对系统工作的功能、稳定性、动态、静态定位精度进行详细讨论,数据结果表明本文提出的方法可行、合理,系统的性能优良。
二、声纳测向精度海上动态测量计算公式的证明和修正（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、声纳测向精度海上动态测量计算公式的证明和修正（论文提纲范文）
（1）声纳动态测向的数据处理方法（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 多项式移动平滑模型[2-3] |
| 3 平滑滤波效果 |
| 4 声纳测向精度海上动态测量计算公式的推导与修正 |
| 4.1 声纳测向精度海上动态测量计算公式的推导 |
| 4.2 声纳测向精度海上动态测量公式的修正 |
| 5 结论 |
（3）测深侧扫声纳关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外的研究现状及趋势 |
| 1.2.1 侧扫和测深技术的发展历史 |
| 1.2.2 国内外测深侧扫声纳发展现状及趋势 |
| 1.3 论文主要研究内容及结构安排 |
| 第二章 海底反向散射理论和测深侧扫原理介绍 |
| 2.1 海底反向散射 |
| 2.1.1 海底反向声散射总体规律 |
| 2.1.2 一种海底反向散射计算模型 |
| 2.2 侧扫声图成像原理 |
| 2.2.1 测深侧扫声纳基本结构 |
| 2.2.2 侧扫成图原理 |
| 2.2.2.1 侧扫回波形式 |
| 2.2.2.2 侧扫回波增益控制 |
| 2.2.2.3 侧扫条带拼接成图 |
| 2.3 测深原理与算法 |
| 2.3.1 测深原理介绍 |
| 2.3.1.1 侧扫声图中测深的局限性 |
| 2.3.1.2 条带测深基本原理 |
| 2.3.2 三种测深算法研究 |
| 2.3.2.1 差分相位算法 |
| 2.3.2.3 子阵空间拟合算法 |
| 2.3.2.4 基于 Prony 原理算法 |
| 2.3.2.5 算法小结 |
| 2.3.3 宽带信号处理方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 测深侧扫声纳性能指标和测深误差分析 |
| 3.1 测深侧扫声纳若干指标参数分析 |
| 3.1.1 声纳高程、航速和侧扫分辨率 |
| 3.1.2 发射信号分析 |
| 3.1.3 声纳方程参数分析 |
| 3.2 测深误差分析 |
| 3.2.1 姿态测量引起的测深误差修正 |
| 3.2.2 安装偏差引起的测深误差修正 |
| 3.2.3 声速剖面引起的测深误差修正 |
| 3.3 测深精度评估 |
| 3.3.1 国际海道测量标准 |
| 3.3.2 测量数据的测深精度评估 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 测深侧扫声纳信号处理仿真研究 |
| 4.1 侧扫回波信号仿真 |
| 4.2 侧扫声图成像仿真 |
| 4.3 二维地形测深仿真研究 |
| 4.3.1 平坦海底测深仿真 |
| 4.3.2 陡峭海底测深仿真 |
| 4.3.3 存在海面反射的海底测深仿真 |
| 4.4 海底小目标高度检测分析 |
| 4.5 三维地形测深仿真研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 实验数据分析处理 |
| 5.1 传感器数据和阵元数据预处理 |
| 5.1.1 传感器数据修正 |
| 5.1.2 阵元接收数据预处理 |
| 5.2 侧扫声图处理 |
| 5.2.1 单阵侧扫声图 |
| 5.2.2 侧扫声图融合 |
| 5.3 测深声图处理 |
| 5.3.1 单 Ping 测深结果 |
| 5.3.1.1 声速剖面修正处理 |
| 5.3.1.2 三种算法测深结果对比 |
| 5.3.2 三维测深结果 |
| 5.4 应用 CARIS 软件处理结果 |
| 5.4.1 侧扫数据的 XTF 格式解析 |
| 5.4.2 侧扫声图处理流程和结果 |
| 5.4.2.1 侧扫声图处理总体流程 |
| 5.4.2.2 侧扫拼图处理 |
| 5.4.3 测深声图处理流程和结果 |
| 5.4.3.1 单条测线测深数据处理 |
| 5.4.3.2 测深图融合处理 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结束语 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间参加的科研活动和发表论文 |
| 致谢 |
（4）水下目标定位声纳信号处理算法研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 立题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 Pinger信号处理技术研究概况 |
| 1.2.2 DSP在水声领域的应用 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第2章 Pinger信号检测及时延估计算法研究 |
| 2.1 基于短时傅里叶变换的信号检测 |
| 2.1.1 STFT原理 |
| 2.1.2 STFT仿真分析 |
| 2.2 基于STFT的多周期累加算法 |
| 2.2.1 多周期相参累加 |
| 2.2.2 多周期非相参累加 |
| 2.2.3 仿真分析 |
| 2.3 基于STFT的时延估计 |
| 2.3.1 时延估计流程 |
| 2.3.2 时延估计误差分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Pinger信号频率估计算法研究 |
| 3.1 基于相位差校正的高精度频率估计算法 |
| 3.1.1 算法原理 |
| 3.1.2 误差推导与分析 |
| 3.2 基于FFT插值的频率估计算法 |
| 3.2.1 Rife算法频率估计 |
| 3.2.2 Candan算法频率估计 |
| 3.2.3 Liang算法频率估计 |
| 3.2.4 频率估计误差分析 |
| 3.3 频率估计算法改进及性能分析 |
| 3.3.1 基于频差修正的FFT插值频率估计算法 |
| 3.3.2 算法性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Pinger信号方位估计算法研究 |
| 4.1 波束形成基本原理 |
| 4.1.1 阵列信号模型 |
| 4.1.2 常规波束形成 |
| 4.2 基于阵元域子空间的目标方位估计 |
| 4.2.1 阵元域MUSIC算法 |
| 4.2.2 旋转不变子空间算法 |
| 4.2.3 仿真分析 |
| 4.3 波束域MUSIC方位估计算法 |
| 4.3.1 阵元域到波束域的转换 |
| 4.3.2 波束域MUSIC算法原理 |
| 4.3.3 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于DSP平台的算法实现 |
| 5.1 DSP开发环境介绍 |
| 5.1.1 TMS320C6678平台概述 |
| 5.1.2 SYS/BIOS操作系统 |
| 5.2 多核DSP算法架构综述 |
| 5.3 DSP软件设计方案 |
| 5.3.1 NDK网口配置 |
| 5.3.2 IPC组件配置 |
| 5.3.3 Cache缓存一致性维护 |
| 5.4 信号处理算法实现方案 |
| 5.4.1 信号检测及时延估计算法实现 |
| 5.4.2 信号频率估计算法实现 |
| 5.4.3 信号方位估计算法实现 |
| 5.4.4 代码优化设计 |
| 5.5 DSP软件性能测试 |
| 5.5.1 网络指令测试 |
| 5.5.2 算法性能测试 |
| 5.6 湖试试验结果及数据分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（5）多波束测深系统地形跟踪与数据处理技术研究（论文提纲范文）
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 多波束测深技术的发展概况 |
| 1.3 多波束测深技术的发展方向 |
| 1.4 本文研究的背景、内容 |
| 第2章 H/HCS-017型条带测深仪 |
| 2.1 系统组成及工作原理 |
| 2.2 实时信号采集处理分系统 |
| 2.2.1 海底回波信号的接收 |
| 2.2.2 数字波束形成及时延检测 |
| 2.2.3 辅助测量数据采集 |
| 2.3 实时多任务控制管理及软件 |
| 2.4 数据后置处理与拼图 |
| 2.5 系统的可扩展技术与小型化 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 海底反向散射信号的检测与估计技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 快速能量中心收敛法 |
| 3.3 特征模型相关分析法 |
| 3.4 加权时间平均与方位指示处理法 |
| 3.4.1 加权时间平均的处理过程 |
| 3.4.2 方位指示的处理过程 |
| 3.4.3 海试处理结果及适用原则 |
| 3.5 分离波束相位差检测法 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 海底地形跟踪控制技术 |
| 4.1 实时地形跟踪的必要性与技术难点 |
| 4.2 回波处理的关键技术参数 |
| 4.2.1 波束跟踪窗 |
| 4.2.2 中心深度 |
| 4.2.3 检测门限 |
| 4.2.4 有关接收机增益控制问题 |
| 4.3 实时测深专家处理系统 |
| 4.3.1 中值滤波原理 |
| 4.3.2 准实时专家系统 |
| 4.4 条带实时数据质量控制 |
| 4.4.1 联合权重筛选法 |
| 4.4.2 准实时专家系统 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 多波束测量数据的后处理与拼图技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多波束测深系统的误差分析与修正技术 |
| 5.2.1 声基阵的误差分析与修正 |
| 5.2.2 声线弯曲的修正技术 |
| 5.2.3 涌浪的修正技术 |
| 5.3 测量数据的预处理 |
| 5.3.1 异常值的判别与剔除 |
| 5.3.2 数据的内插与外推 |
| 5.3.3 数据的平滑 |
| 5.3.4 条带辅助测量数据的预处理 |
| 5.4 多波束测深数据的空间处理 |
| 5.4.1 投影方法 |
| 5.4.2 数据加窗方法 |
| 5.5 多波束测深数据的滤波处理 |
| 5.6 多波束测量数据的拼图 |
| 5.6.1 数字地理模型 |
| 5.6.2 等深线自适应动态平滑 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 多波束测量系统的精度评估技术 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 国际海道测量标准 |
| 6.2.1 测深精度的等级分类 |
| 6.2.2 定位要求 |
| 6.2.3 测深要求 |
| 6.3 多波束测量系统的相对精度评估 |
| 6.3.1 静态水深精度评估 |
| 6.3.2 动态水深精度评估 |
| 6.3.3 位置精度评估 |
| 6.4 多波束测量系统的绝对精度评估 |
| 6.5 测量数据质量的统计评估 |
| 6.5.1 深度数据质量评估 |
| 6.5.2 测量数据质量的综合评估 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）雷电定位算法和误差分析理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 雷电定位系统综述 |
| 1.3 目标定位研究进展 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 2 雷电定位的数学原理 |
| 2.1 地闪定位原理 |
| 2.2 云闪定位原理 |
| 2.3 雷电定位数据处理的统计理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 雷电定位算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于泰勒级数展开的迭代算法 |
| 3.3 基于智能搜索的雷电定位算法 |
| 3.4 雷电探测数据的粗差剔除方法 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 雷电定位误差分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 地球曲率对地闪定位的影响 |
| 4.3 利用蒙特卡罗法分析定位误差 |
| 4.4 点位误差协方差矩阵和CRAMER-RAO下限 |
| 4.5 探测网几何布置对定位精度的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 武汉雷电探测示范实验网性能评估 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 探测网定位精度评估 |
| 5.3 探测网有效探测区域 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读学位期间发表的论文 |
| 附录2 攻读学位期间参与的科研项目 |
（7）水下移动重力测量理论方法及应用研究（论文提纲范文）
| 论文的主要创新点 |
| 缩略词 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国外水下移动重力测量研究进展 |
| 1.3 我国水下移动重力测量研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 水下移动重力测量理论研究 |
| 2.1 水下移动重力测量原理 |
| 2.2 常用坐标系及其转换 |
| 2.2.1 坐标系介绍 |
| 2.2.2 坐标系的转换关系 |
| 2.3 水下移动重力测量数学模型 |
| 2.3.1 动态重力测量模型 |
| 2.3.2 水下重力测量误差模型 |
| 2.4 捷联重力仪水下测量误差特性 |
| 2.4.1 重力传感器误差 |
| 2.4.2 姿态测量误差 |
| 2.4.3 位置测量误差 |
| 2.4.4 速度测量误差 |
| 2.4.5 其他误差 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 AUV水下运动对重力测量影响分析 |
| 3.1 AUV水下运动与诱导重力 |
| 3.1.1 AUV水下运动 |
| 3.1.2 水下运动带来的诱导重力 |
| 3.2 AUV运动特性分析及对重力仪影响 |
| 3.2.1 AUV推进装置分类 |
| 3.2.2 水下运动特性分析 |
| 3.2.3 AUV运动对重力仪测量影响分析 |
| 3.3 AUV重力测量时的诱导重力 |
| 3.3.1 标量重力测量时的诱导重力 |
| 3.3.2 矢量重力测量时的诱导重力 |
| 3.4 重力测量对AUV平台要求 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 AUV重力测量平台设计 |
| 4.1 平台总体设计 |
| 4.1.1 航行体设计与加工 |
| 4.1.2 动力系统设计 |
| 4.2 控制系统设计 |
| 4.2.1 动力学建模 |
| 4.2.2 水下航行模糊控制方法 |
| 4.3 导航系统设计 |
| 4.3.1 水下移动重力测量数据需求 |
| 4.3.2 导航系统组成 |
| 4.4 载荷和重力测量系统 |
| 4.4.1 电池组和抛载装置 |
| 4.4.2 重力仪密封舱 |
| 4.4.3 重力数据处理机 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 水下移动重力测量的数据融合方法 |
| 5.1 概述 |
| 5.1.1 状态空间模型 |
| 5.1.2 状态估计方式与观测耦合 |
| 5.1.3 数据融合方法 |
| 5.2 水下移动重力测量的数据融合建模 |
| 5.2.1 间接模式状态模型 |
| 5.2.2 直接模式状态模型 |
| 5.2.3 外测建模与杆臂效应补偿 |
| 5.2.4 间接/直接模式数据融合模型 |
| 5.3 间接模式估计的线性卡尔曼滤波方法 |
| 5.3.1 标准卡尔曼滤波 |
| 5.3.2 间接模式模型离散化与算法应用 |
| 5.3.3 高精度测量时的数值问题改进 |
| 5.4 直接模式估计的连续-离散迭代卡尔曼滤波方法 |
| 5.4.1 连续-离散扩展卡尔曼滤波 |
| 5.4.2 连续时间更新方程数值求解方法 |
| 5.4.3 离散观测更新的虚采样迭代算法 |
| 5.4.4 连续-离散卡尔曼滤波的直接模式估计方法 |
| 5.5 位姿估计数值结果与分析 |
| 5.5.1 模拟场景、IMU误差与初始设置 |
| 5.5.2 间接/直接模式估计的开环误差 |
| 5.5.3 间接模式的数值问题改进方法 |
| 5.5.4 直接模式的CD-IEKF算法 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 水下重力测量验证实验 |
| 6.1 湖上验证实验设计 |
| 6.1.1 湖上验证实验系统组成 |
| 6.1.2 湖上验证实验总体设计 |
| 6.2 实验实施与数据采集 |
| 6.3 测量数据处理与重力提取 |
| 6.4 试验结果与分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 水下重力梯度测量及其应用 |
| 7.1 不同形体的重力梯度理论模型 |
| 7.1.1 均质半球体的引力梯度 |
| 7.1.2 质点的空间梯度分布 |
| 7.1.3 长方体质体重力梯度分布 |
| 7.2 基于重力梯度的潜艇目标探测 |
| 7.2.1 基本原理 |
| 7.2.2 潜艇模型的构建 |
| 7.2.3 潜艇外壳的重力垂直梯度计算 |
| 7.2.4 潜艇内部质量亏损的重力垂直梯度计算 |
| 7.2.5 潜艇的总重力垂直梯度 |
| 7.3 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 主要的工作与结论 |
| 8.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 攻读博士学位期间的主要工作与成果 |
| 致谢 |
（8）深水多波束测深侧扫声纳显控系统研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 图索引 |
| 表索引 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.4.1 声纳探测设备 |
| 1.4.2 声纳软件系统 |
| 1.4.3 科学数据表达 |
| 1.5 本文组织结构 |
| 2 深水多波束测深侧扫声纳基本原理 |
| 2.1 水声学基本理论 |
| 2.1.1 声波的传播速度 |
| 2.1.2 声波的反射与折射 |
| 2.1.3 声波的传播损失 |
| 2.1.4 声波的混响效应 |
| 2.2 声纳基本原理 |
| 2.2.1 声纳方程中的参数 |
| 2.2.2 主动声纳方程 |
| 2.2.3 被动声纳方程 |
| 2.2.4 声纳方程的瞬时形态 |
| 2.3 深水多波束测深侧扫声纳工作原理 |
| 2.4 深水多波束测深侧扫声纳系统组成 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 深水多波束测深侧扫声纳显控系统架构 |
| 3.1 深水多波束测深侧扫声纳实时数据特征分析 |
| 3.1.1 测深数据(接收信息) |
| 3.1.2 侧扫数据 |
| 3.1.3 水体数据 |
| 3.1.4 传感器数据 |
| 3.1.5 声纳工作参数(发射信息) |
| 3.1.6 系统监控信息 |
| 3.1.7 志信息 |
| 3.2 深水多波束测深侧扫声纳显控系统关键环节分析 |
| 3.3 深水多波束测设侧扫声纳显控系统总体架构 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 深水多波束测深侧扫声纳显控系统设备控制方法 |
| 4.1 深水多波束测深侧扫声纳设备控制分析 |
| 4.2 深水多波束测深侧扫声纳工作状态划分与转移条件设计 |
| 4.3 基于状态保护与转移机制的声纳设备控制方法 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 深水多波束测深侧扫声纳显控系统实时数据采集方法 |
| 5.1 深水多波束测深侧扫声纳显控系统实时数据采集问题分析 |
| 5.2 基于本地数据缓存池的多线程实时数据采集方法 |
| 5.2.1 本地数据缓存池 |
| 5.2.2 多线程分类数据检查、解析与转发中心 |
| 5.3 深水多波束测深侧扫声纳显控系统实时数据采集实验与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 深水多波束测深侧扫声纳显控系统实时数据可视化表达方法 |
| 6.1 实时测深数据可视化表达方法 |
| 6.1.1 实时测深数据可视化表达问题分析 |
| 6.1.2 全球框架下的动态海底地形实时可视化表达方法 |
| 6.1.3 测深剖面表达方法 |
| 6.1.4 波束质量表达方法 |
| 6.1.5 三维瀑布表达方法 |
| 6.1.6 本节总结 |
| 6.2 实时侧扫数据可视化表达方法 |
| 6.2.1 实时侧扫数据可视化表达问题分析 |
| 6.2.2 实时侧扫数据的条带式增量更新方法 |
| 6.2.3 实时侧扫数据表达实验与讨论 |
| 6.2.4 本节总结 |
| 6.3 实时水体数据可视化表达方法 |
| 6.3.1 实时水体数据可视化表达问题分析 |
| 6.3.2 基于极坐标的实时水体数据重采样方法 |
| 6.3.3 实时水体数据表达实验与讨论 |
| 6.3.4 本节总结 |
| 6.4 实时传感器数据可视化表达方法 |
| 6.4.1 实时惯导数据可视化表达 |
| 6.4.2 实时声速数据可视化表达 |
| 6.4.3 本节总结 |
| 6.5 其它实时数据可视化表达方法 |
| 6.5.1 实时工作参数可视化表达方法 |
| 6.5.2 实时系统监控信息可视化表达方法 |
| 6.5.3 实时日志信息表达可视化方法 |
| 6.5.4 本节总结 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 深水多波束测深侧扫声纳显控系统设计与实现 |
| 7.1 深水多波束测深侧扫声纳显控系统运行环境 |
| 7.1.1 系统设计开发环境 |
| 7.1.2 网络通信开发工具 |
| 7.1.3 图形渲染开发工具 |
| 7.1.4 数据库开发工具 |
| 7.2 深水多波束测深侧扫声纳显控软件系统框架 |
| 7.3 深水多波束测深侧扫声纳显控系统实现 |
| 7.4 深水多波束测深侧扫声纳显控系统测试 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要研究工作 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（9）拖线阵用光纤矢量水听器关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光纤矢量传感器的研究现状 |
| 1.3 光纤矢量拖线阵的关键技术及发展现状 |
| 1.3.1 拖线阵用光纤矢量水听器的小型化技术及发展现状 |
| 1.3.2 光纤矢量拖线阵的姿态与阵形校正技术及发展现状 |
| 1.3.3 矢量传感器信号处理技术及发展现状 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 第二章 拖线阵用小型化光纤矢量水听器中微型元器件的研究 |
| 2.1 加速度型同振光纤矢量水听器的传感机理 |
| 2.2 微型熔融拉锥光纤耦合器的理论与设计 |
| 2.2.1 基于光束传播法的光纤耦合器建模 |
| 2.2.2 光纤耦合器设计 |
| 2.3 微型熔融拉锥光纤耦合器的制备与性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 拖线阵用小型化光纤矢量水听器的优化设计与研制 |
| 3.1 光纤矢量水听器的动力学模型 |
| 3.1.1 电-力类比理论 |
| 3.1.2 光纤矢量水听器的动力学模型 |
| 3.1.3 光纤矢量水听器动力学特性分析 |
| 3.2 拖线阵用小型化光纤矢量水听器的结构与参数设计 |
| 3.2.1 小型化光纤加速度传感器的参数设计 |
| 3.2.2 球壳对加速度测量的影响 |
| 3.2.3 弹性悬挂元件对加速度测量的影响 |
| 3.2.4 液体粘滞性对加速度测量的影响 |
| 3.3 拖线阵用小型化光纤矢量水听器的研制与测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 光纤矢量水听器的系统动态范围分析 |
| 4.1 干涉型光纤传感器的动态范围分析 |
| 4.2 光纤矢量水听器系统本底噪声的抑制 |
| 4.2.1 光纤矢量水听器系统降噪方案设计 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.3 加速度－声压四分量矢量水听器灵敏度均衡问题 |
| 4.3.1 灵敏度差异对信号信噪比的影响 |
| 4.3.2 灵敏度差异对系统动态范围的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 光纤矢量拖线阵的组阵与阵形测量技术 |
| 5.1 光纤矢量水听器的组阵复用技术 |
| 5.2 系统姿态测量与辅助传感器的应用 |
| 5.2.1 系统姿态测量 |
| 5.2.2 光纤光栅温度与深度传感器 |
| 5.3 光纤矢量拖线阵的姿态和阵形校正技术 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 光纤矢量水听器水下定向定位性能分析 |
| 6.1 海洋波导中矢量声场建模 |
| 6.1.1 基于简正波模型的矢量声场建模 |
| 6.1.2 基于射线模型的矢量声场建模 |
| 6.2 矢量声传播仿真与试验研究 |
| 6.2.1 仿真分析 |
| 6.2.2 海试数据分析 |
| 6.3 基于射线模型的单光纤矢量水听器三维定位研究 |
| 6.3.1 多途模型建立 |
| 6.3.2 基于声压与振速互相关函数的多途时延估计 |
| 6.3.3 直达波波达方向估计 |
| 6.3.4 目标距离深度估计 |
| 6.3.5 可行性分析 |
| 6.4 光纤矢量水听器湖试数据分析 |
| 6.4.1 单光纤矢量水听器的定向性能分析 |
| 6.4.2 单光纤矢量水听器的定位性能分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 光纤矢量水听器线列阵的定向性能分析 |
| 7.1 光纤矢量水听器线列阵的波束形成与指向性分析 |
| 7.1.1 声压振速联合信号处理的波束形成技术 |
| 7.1.2 声压振速联合信号处理的波束形成技术及指向性分析 |
| 7.2 光纤矢量水听器线列阵左右舷分辨能力分析 |
| 7.3 光纤矢量水听器线列阵阵增益分析 |
| 7.4 光纤矢量水听器试验样阵海试数据分析 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 主要工作与结论 |
| 8.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录A 式(3.12)与式(3.15)的推导 |
| 附录B 表7.2~表7.5 中结论推导 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（10）差分GPS水下定位系统集成关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 卫星定位系统的发展现状 |
| 1.2.1 卫星定位系统 |
| 1.2.2 卫星定位导航现代化 |
| 1.3 水下定位系统的发展现状 |
| 1.3.1 声纳系统 |
| 1.3.2 水下声学定位技术 |
| 1.4 水下GPS系统和GPS智能浮标(GIB) |
| 1.4.1 基于卫星定位系统的组合水下定位系统 |
| 1.4.2 水下 GPS 定位系统(UGPS) |
| 1.4.3 差分GPS水下立体定位系统 |
| 1.5 差分GPS水下定位系统研究意义 |
| 1.5.1 基于卫星导航技术的风险性 |
| 1.5.2 海洋资源探察 |
| 1.5.3 海洋资源开发 |
| 1.5.4 海洋权益保护 |
| 1.5.5 水下地形测绘 |
| 1.5.6 水下工程控制 |
| 1.5.7 无缝导航定位 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 1.6.1 系统集成的关键技术 |
| 1.6.2 本文的研究内容 |
| 1.7 本章小结: |
| 第2章 水声定位和水面基线测量 |
| 2.1 水声定位系统 |
| 2.1.1 超短基线定位系统 |
| 2.1.2 短基线定位系统 |
| 2.1.3 长基线定位系统 |
| 2.1.4 基于声矢量传感器的水下定位系统 |
| 2.2 水下GPS系统 |
| 2.2.1 水下定位模型比较 |
| 2.2.2 水下GPS系统 |
| 2.3 GPS水面基线测量 |
| 2.3.1 GNSS概述 |
| 2.3.2 GPS系统的定位精度 |
| 2.3.3 GPS动态定位 |
| 2.4 基于DGPS的水面虚拟基线测量 |
| 2.4.1 虚拟基线 |
| 2.4.2 隐含坐标差分 |
| 2.4.3 实时GPS浮标坐标测量 |
| 2.5 本章小结: |
| 第3章 海水声速 |
| 3.1 水声传播 |
| 3.2 海水声速分布 |
| 3.3 海水声速典型经验公式 |
| 3.3.1 Leroy经验公式 |
| 3.3.2 Mackenzie经验公式 |
| 3.3.3 Medwin 经验公式(1975) |
| 3.3.4 Del Grosso经验公式 |
| 3.3.5 乌德公式 |
| 3.3.6 精密Medwin经验公式 |
| 3.3.7 Frye和Paugh公式 |
| 3.3.8 国标公式 |
| 3.3.9 计算比较分析 |
| 3.4 水声折射定理 |
| 3.5 声线弯曲改正 |
| 3.6 海水声速剖面测量 |
| 3.6.1 直接声速剖面测量 |
| 3.6.2 间接声速剖面测量 |
| 3.6.3 全球ARGO网络 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 水下立体定位系统的时钟同步与时间测量 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 GPS时间系统 |
| 4.2.1 时间系统 |
| 4.2.2 原子时 |
| 4.2.3 GPS时间系统 |
| 4.2.4 GPS时间系统维护 |
| 4.3 GPS接收机的时间同步 |
| 4.3.1 GPS接收机的精密时间获取 |
| 4.3.2 基于Ashtech Sagitta-02 型GPS接收机的时钟同步 |
| 4.4 GPS浮标水声信号延时测量 |
| 4.4.1 水声信号检测 |
| 4.4.2 水声延迟时间测量 |
| 4.4.3 浮标延迟时间测量标定 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 DGPS水下定位的数学模型 |
| 5.1 概述 |
| 5.1.1 基本问题 |
| 5.1.2 已知条件 |
| 5.2 距离交汇模型 |
| 5.2.1 解析求解 |
| 5.2.2 最小二乘求解 |
| 5.3 距离差交汇模型 |
| 5.3.1 迭代算法 |
| 5.3.2 解析求解 |
| 5.3.3 最小二乘法 |
| 5.3.4 顾及平均声速的水下目标的距离差数学模型 |
| 5.3.5 基于射线跟踪声学法求解 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 系统的集成与误差分析 |
| 6.1 双曲线定位模型分析 |
| 6.1.1 双曲线性质 |
| 6.1.2 双曲线定位解析分析 |
| 6.1.3 水面基线网形分析 |
| 6.1.4 双曲线定位模型观测值误差影响分析 |
| 6.1.5 双曲线定位模型数值模拟分析 |
| 6.1.6 双曲线定位PDOP分析 |
| 6.2 声速误差 |
| 6.2.1 声速改正误差 |
| 6.2.2 “等声速”问题分析 |
| 6.2.3 声线弯曲误差 |
| 6.3 GPS定位误差 |
| 6.4 浮标姿态改正 |
| 6.4.1 三维数字罗盘 |
| 6.4.2 工作模式: |
| 6.4.3 系统集成 |
| 6.4.4 三维数字罗盘的数据 |
| 6.4.5 换能器偏移校正数据 |
| 6.4.6 水听器坐标的改正计算 |
| 6.4.7 坐标改正精度 |
| 6.5 水声时间测量误差 |
| 6.6 多路径误差 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 DGPS水下立体定位系统软件集成 |
| 7.1 数据结构设计 |
| 7.1.1 系统的基本观测数据 |
| 7.1.2 面向对象的数据抽象 |
| 7.1.3 数据结构设计 |
| 7.2 监控软件集成设计 |
| 7.2.1 软件框架 |
| 7.2.2 数据通讯模块 |
| 7.2.3 水下目标的数据通讯模块 |
| 7.2.4 浮标数据接收模块 |
| 7.2.5 多通道浮标数据预处理 |
| 7.2.6 “两步缓冲消除法”获取同步数据 |
| 7.2.7 定位解算模块 |
| 7.2.8 系统状态监视模块 |
| 7.3 系统监控软件 UOcean 界面设计 |
| 7.3.1 主框架 |
| 7.3.2 系统状态监视 |
| 7.3.3 浮标网形显示 |
| 7.4 本章小结: |
| 第8章 系统测试与试验 |
| 8.1 系统框架 |
| 8.1.1 差分GPS基准站 |
| 8.1.2 水下收发机 |
| 8.1.3 多功能智能GPS浮标系统 |
| 8.1.4 船基控制中心 |
| 8.2 系统定位验证试验 |
| 8.2.1 千岛湖定位验证试验 |
| 8.2.2 检核方案 |
| 8.2.3 数据处理与结果 |
| 8.2.4 千岛湖 45 米试验 |
| 8.3 系统定位性能海洋试验 |
| 8.3.1 南海试验 |
| 8.3.2 水下静态定位试验 |
| 8.3.3 水下动态定位试验 |
| 8.4 水声声速与系统性能试验 |
| 8.4.1 抚仙湖试验 |
| 8.4.2 静态测试 |
| 8.4.3 动态定位试验 |
| 8.5 本章小结 |
| 第9章 结论 |
| 9.1 基本结论 |
| 9.2 论文创新 |
| 9.3 问题与展望 |
| 博士期间成果 |
| 致 谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
四、声纳测向精度海上动态测量计算公式的证明和修正（论文参考文献）
- [1]声纳动态测向的数据处理方法[J]. 王红萍,李钢虎,齐彦生,张永峰. 声学技术, 2007(06)
- [2]声纳测向精度海上动态测量计算公式的证明和修正[J]. 倪聚清. 舰船科学技术, 1990(01)
- [3]测深侧扫声纳关键技术研究[D]. 杨玉春. 中国舰船研究院, 2014(01)
- [4]水下目标定位声纳信号处理算法研究与实现[D]. 向宇. 哈尔滨工程大学, 2020(05)
- [5]多波束测深系统地形跟踪与数据处理技术研究[D]. 吴英姿. 哈尔滨工程大学, 2001(01)
- [6]雷电定位算法和误差分析理论研究[D]. 胡志祥. 华中科技大学, 2012(08)
- [7]水下移动重力测量理论方法及应用研究[D]. 张志强. 武汉大学, 2020(06)
- [8]深水多波束测深侧扫声纳显控系统研究[D]. 苏程. 浙江大学, 2012(09)
- [9]拖线阵用光纤矢量水听器关键技术研究[D]. 吴艳群. 国防科学技术大学, 2011(03)
- [10]差分GPS水下定位系统集成关键技术研究[D]. 蔡艳辉. 辽宁工程技术大学, 2007(06)