一、空间相关计程仪测速分析（论文文献综述）
刘德铸[1]（2006）在《舰船声相关测速技术研究》文中提出声相关测速技术可以测得舰船相对于海底的绝对速度。以此原理制造的声相关计程仪是适合于装备在船舶、自主水下运载器以及潜艇上的一种导航仪器，它能够实时给出载体的运动信息，并能够获得精确的累积航程。在相同的工作深度要求下与多普勒计程仪比较，声相关计程仪可以利用较小的换能器和以较小的功率发射信号。 本论文的主要研究内容包括： 1．综述了舰船声相关测速技术的国内外的发展情况。 2．从射线声学模型角度阐述了声相关测速的基本原理及测速方法。围绕声呐方程，论证了相关计程仪设计时应考虑的一些问题，如频率的选取，作用距离的估计等。 3．基于声相关的海底回波模型，对时间和空间相关测速进行了仿真研究。对声相关测速试验所得到的数据，作者进行了分析，得到的结果与仿真结果基本一致。 4．介绍了利用最大似然和最小二乘法估计未知参数的方法。基于一个相关函数模型进行了一维最小二乘方法的仿真，得到了较好的仿真效果。
胡一峰[2]（2013）在《声相关计程仪测速技术研究》文中认为声相关计程仪是以“波形不变性”原理为准则的声学测速设备，它在民用和军事作战方面有着广泛应用。相对于多普勒计程仪而言，它有着独到的优势。声相关计程仪采用垂直向下发射宽波束，不仅可以得到更强的回波信号，也增强了船体的抗摇摆性能，同时其用尺寸较小的换能器，较低的工作频率和较小的功率就可以作用于更深的距离，加之重量轻，结构简单，是未来很有发展前途的测速导航仪器。同时，声相关计程仪的研究也有利于维护我国的海洋领土权益，海洋资源开发等。本文首先详细介绍了声相关计程仪的基本原理，分析了保证接收信号具有良好相关性所需满足的远场条件。根据这远场条件，仿真并具体讨论了接收器间距、船速以及发射波束开角等对信号相关性的影响。分析了时间相关测速和空间相关测速的基本原理，介绍了声相关计程仪参数设计时应该考虑的频率的选取、接收器间距、发射信号形式等问题。然后介绍了海底回波声线模型，并依据网格模型法，以声纳方程为基础，充分考虑波束宽度，海深，船速，海底散射，发射功率等因素分析海底回波信号表达式。接着在已建立的海底回波模型基础上，依据相关测速的不同方法，选取合适的仿真参数分别对一维时间相关测速、一维空间相关测速进行了相应的仿真和数据分析。在一维空间相关测速中，针对多种阵型，讨论了三次样条插值、高斯插值、分段三次厄米多项式插值对空间相关函数的插值效果，并对测速结果进行了分析。其中，本文建议了将接收器按照最小冗余准则分布运用于一维空间相关测速中，并对其进行了仿真分析，结果表明，其测速精度比接收器按级数分布和等间距分布均高。同时，阐述了二维相关测速的基本原理，并对船速和航偏角进行了相应的仿真。最后以声相关测速的基本原理——波形不变性原理为基础，从几何角度推导了船在纵摇情况下要使两回波信号双程声线长度相等，接收器间距与发射信号间隔所需要满足的关系，亦即两信号相关性达到最大时所需满足的条件。指出了在该情况下发射器所照射的海底区域为椭圆，推导了该海底区域的椭圆方程表达式。分析该照射海底区域的回波信号，并对回波信号的相关函数进行了推导和分析，从数学角度给出了相关函数取得最大值时所需满足的条件，得到的结论与从几何角度推导得到的结果一致。同时还进行了在不同纵摇偏角情况下的速度解算仿真，仿真结果表明了本文建立的模型具有较好的可靠性，测速精度较高，更能满足船在实际行驶当中的测速。
朱坤[3]（2010）在《声相关计程仪测速技术研究》文中指出声相关计程仪是基于“波形不变性”的一种测量船舶速度的设备,适合应用于远洋船舶、潜艇及自主水下运载器。与声多普勒计程仪相比,相关计程仪可以用更低的工作频率,垂直发射的宽波束以及较小的换能器尺寸保证更远的作用距离。因此它的研究对维护我国的海洋权益,科学开发海岛、利用海洋资源具有重大意义。本文首先细致讨论了声相关计程仪的基本工作原理——“波形不变原理”及其适用范围,着重分析了海底深度、接收器间距、船速及发射波束角对波形相似程度的影响。围绕声纳方程,论证了相关计程仪设计时应考虑的一些问题,如频率的选取,换能器间距等,讨论了多种发射信号的选择。从而为海底回波仿真的参数选择提供了理论依据。然后根据相关计程仪的测速特点,研究了一维、二维基阵的设计方法,在借鉴雷达虚拟阵元概念的基础上,给出了冗余因子、引入虚元、给出虚元位置重合度等概念,进而实现了应用于声相关测速需求的二维基阵的快速设计方法。以网格法建立的海底回波模型为基础,分别对时间、空间相关测速法进行了理论分析和仿真研究,并讨论了三次样条插值和多项式插值对空间相关函数的插值效果,给出了多种阵型的测速统计结果,测速精度较高。最后对时空相关测速法进行了理论分析和仿真研究,推导了海底回波的理论时空相关函数模型,建立了海底回波数据的相关矩阵,采用最大似然法对未知速度等参量进行了估计。论文引入单纯形算法实现了似然函数最优参数的搜索,但由于单纯形算法可能陷入局部最优,论文又采用模拟退火算法进行全局寻优,并将两种算法的结果进行了对比分析,证明了其有效性。
薛敬宏[4]（2007）在《声相关测速技术研究》文中进行了进一步梳理声相关计程仪利用“波形不变性原理”进行测速,是一种适合装备在潜艇及自主水下运载器的导航设备,相比于声多普勒计程仪而言,由于采用垂直向下发射宽波束,不但可以得到更强的回波信号,而且在相同换能器尺寸的前提下,可以采用更低的工作频率以减少海水吸收和传播损失,从而使相关计程仪要比多普勒计程仪作用距离远得多。声相关计程仪的研究对维护我国的海洋权益,科学开发海岛、利用海洋资源具有重要意义。论文根据声相关计程仪的工作原理进行仿真系统的总体方案设计,将系统仿真分为海底回波仿真、波形设计、海底探测、换能器基阵设计、构造代价函数及寻优算法等若干模块,模块化的设计理念有利于系统的维护及今后向硬件平台的移植。论文根据单脉冲发射体制对相位编码的要求,采用截短的Gold序列平衡码作为子码,构成所需位数的长码,所产生编码的自相关函数具有双相关峰特性,这与双脉冲发射的测速体制相对应,解决了双脉冲发射体制测速中脉冲宽度和脉冲发射间隔时间之间的矛盾。论文将Kirchhoff海底散射模型和混响网络模型相结合,实现了海底回波信号的仿真。利用时-空相关函数,推导出一维到三维船速,采用平面阵进行接收时,两基元接收回波相关性最大的条件,该结论对声相关计程仪回波信号的仿真及平面阵测速研究具有一定的理论指导意义。换能器基阵结构设计在声相关测速技术中具有重要地位,由于测速原理是根据接收换能器基元之间形成的不同位置矢量而不是不同的基元位置来提高测速的空间分辨力,因此换能器基阵结构设计实际上是在保证阵列孔径利用率一定的前提下,能够采用尽量少的换能器基元实现声相关测速的需求。论文根据声相关计程仪的测速特点,研究了一维、二维基阵的设计方法,在借鉴传统的约束最小冗余线阵概念的基础上,重新定义了冗余因子、建立理想位置矢量图模型、提出位置矢量覆盖率等概念,进而实现了适合应用于声相关测速需求的二维基阵的快速设计。针对海底混响回波信号具有“拖尾”的特性,论文研究了冲激响应具有二阶导数特性的匹配滤波器,补偿了传播损失对信号幅度衰减的影响,提高了检测概率,同时采用脉冲压缩技术,提高了距离分辨力,冲激响应具有二阶导数特性的匹配滤波器设计与脉冲压缩技术相结合,解决了测量深度、幅度衰减和距离分辨力之间的矛盾。论文在利用理论和数据协方差矩阵构成似然函数作为寻优代价函数的基础上,提出了一种有界的单纯形算法与模式算法相结合的混合算法,理论上证明了该算法的收敛性,并将自适应模拟退火算法引入到声相关计程仪测速中,从而提高了声相关计程仪的测速精度。
邸国辉[5]（2006）在《声相关测速研究》文中指出对于海上航行的船舶,或者自主水下运载器,导航系统不可缺少。声学计程仪适合装备在船舶、自主水下运载武器以及潜艇上,可以测量船只相对于海底的航速,适时给出载体的运动信息,并能够获得精确的累积航程。发展声相关测速技术的研究具有重要意义。本文详细讨论了声相关计程仪的基本工作原理――波形不变性原理及其适用范畴,重点讨论了海底深度、发射开角对波形相似程度的影响。围绕声纳方程,论证了相关计程仪设计时应考虑的一些问题,如频率的选取,换能器间距等,从而为海底回波仿真的参数选择提供了理论依据。在充分考虑了声纳方程的基础上,采用网格法建立了声相关计程仪的海底回波模型,得到的仿真结果与实际回波基本一致,该模型是进一步讨论相关测速算法的基础。对空间相关测速法进行了理论分析和仿真研究,讨论了圆锥曲面拟和、拉格朗日插值、三次样条插值对空间相关函数的拟合或插值效果,给出了直线阵和平面阵的测速统计结果,测速精度较高。对时空相关测速法进行了理论分析和仿真研究,推导了海底回波的理论时空相关函数模型,建立了海底回波数据的相关矩阵,进一步采用最大似然法对未知速度参量进行了估计。论文引入单纯形算法实现了似然函数最优参数的搜索,但由于单纯形算法可能陷入局部最优,论文提出了单纯形算法与遗传算法结合的改进方法,仿真证明了改进算法的有效性。
王会立,陈希信,于天池[6]（1999）在《空间相关计程仪测速分析》文中研究表明声相关计程仪是一种新型的测速声纳，其作用距离大，测量精度高，是理想的测速仪器；但是，空间相关计程仪并不是对任何时延都能测量出船只的航速。本文从理论上分析了造成这种现象的原因，找出了可以选取的时延的大致范围，并用计算机软件进行了仿真，最后通过实验得到了证明。
朱忠军[7]（2013）在《未知海底环境下AUV组合导航技术研究》文中研究指明在海底未知复杂环境中，人类目前对海底的环境掌握的信息很少，由于我们无法事先在未知的海域布放换能器或换能器阵，也不可能事先得到准确的环境测绘图，因此声学导航法和地球物理导航法都无法使用。由于水下导航的特殊性和复杂性，目前的水下导航系统主要以自主性能好的惯性导航系统为核心，辅之以GPS和DVL等导航传感器共同构成组合导航系统，这样可以充分发挥每种导航方法的优势，提高导航系统的可靠性、稳定性和导航精度。本文的主要研究分两部分，第一部分针对DVL水下量程不够，分别设计出水面和水下组合导航模式，通过建立洋流模型估计出洋流速度，提高了导航精度；第二部分分析AUV位置、加速度和速度的变化对动基座罗经回路对准精度的影响，引入外速度DVL辅助，将罗经回路对准法由静基座推广至动基座。论文的主要工作如下：介绍了捷联惯导技术相关的基础知识，对导航中用到的坐标系作了定义并介绍了它们之间的数学变换方式，推导出惯导系统基本方程，鉴于系统的误差会给导航精度带来很大的影响，将重点放在了建立惯导系统误差模型中，最后对捷联式惯导系统的初始对准技术作了简单介绍。针对多普勒计程仪DVL水下测速量程不够，以捷联惯导系统SINS作为水下导航技术的核心，通过对洋流的建模，分别设计出水面SINS/GPS/DVL和水下SINS/DVL模式组合导航系统，用卡尔曼滤波算法可以估计出洋流速度，解决了DVL由于水下量程不够所带来的导航精度问题，通过仿真比较，洋流补偿可以验证本方案组合导航的可行性。DVL作为测速装置，可以提供稳定而连续的速度信息，是组合导航系统的重要组成部分，对于DVL测速误差补偿技术的研究十分有意义，AUV在海面航行时，DVL测速误差主要受风浪摇摆的干扰，在量测方程中补偿风浪摇摆造成的DVL测速误差，会提高组合导航精度。为了将罗经静基座对准方法扩展到动基座，在分析静基座罗经回路的基础上，深入研究了AUV位置、加速度和速度的变化对动基座罗经回路对准精度的影响，得出了静基座罗经对准的改进方法，提出了基于外速度DVL辅助的动基座罗经回路对准方法，将罗经回路对准法由静基座推广至动基座。
赵海明[8]（2013）在《基于单片机的陆用超声多普勒计程仪的设计与实现》文中提出在现有车载组合导航系统中，SINS/OD（惯导和里程仪）和DR（航位推算）组合系统中都需要里程仪测量车辆对地速度，测速精度直接影响车载组合导航系统的精度。然而，车辆打滑或者车轮半径发生变化时，里程仪的刻度因子会发生变化，导致测速精度不稳定，因此在需要高精度测速的场合下，里程仪难以满足要求。为了克服里程仪的缺点，借鉴船用多普勒计程仪技术经验，本文拟设计一种高精度、低成本的新型测速仪器—陆用多普勒计程仪。它基于多普勒效应，使用压电换能器向斜下方发射一超声波，通过测量发射信号和经地面反射回来的接收信号间的多普勒频移，解算出车辆对地速度。本文主要研究了陆用多普勒计程仪的设计方案和具体实现方法。完成了系统的软硬件设计，并进行了系统的测试和功能验证。该陆用多普勒计程仪以K60DN512微控制器为核心，先用K60DN512内部的PWM产生40KHz的脉冲方波，接着采用IR2111功率驱动芯片对方波进行D类功率放大，再加载到阻抗匹配网络以驱动压电换能器发出超声波。超声波遇到障碍物之后反射回来，被换能器接收。然后使用程控放大器PGA202对回波信号放大后，经OPA4132构成的带通滤波器滤除噪声信号，并由K60DN512内带ADC进行数据采集。对于回波信号的处理，本文针对陆用多普勒计程仪具体应用背景，研究了过零检测、软件锁相环和复协方差三种频率估计的具体实现方法。使用MATLAB仿真工具分析了三种算法的计算量和测频精度。结果表明：复协方差法相对于其他两种算法，具有计算量小，测频精度较高，更适合硬件实现的优点。考虑硬件的可实现性，最终选择使用复协方差法对回波信号进行频率估计。最后，对陆用计程仪的软硬件进行联合调试和仿真。在实验室环境下，测试各主要信号波形，结果表明：各主要波形的技术指标达到设计要求，各软硬件子系统工作稳定、可靠。由于压电换能器性能不足，陆用计程仪的测速精度指标没有达到预定要求。具体原因是：换能器的波束太宽，不同入射角的声线入射到地面，回波信号有不同的多普勒频移，造成多普勒频移扩展。结果使接收信号的频谱比发射信号频谱宽，最终引起较大的测速误差。为确保换能器的性能优良，应采用专业厂家生产的波束宽度很小的换能器。为测试测频算法的精度等级，使用MATLAB对测频算法进行仿真，结果表明：复协方差法测频误差明显小于过零检测法。测频算法精度等级满足测速精度要求，陆用计程仪的总体设计方案可行。
黄云鹏,林育生[9]（2017）在《超声波技术在船舶导航设备中的应用》文中研究指明超声波技术应用范围广泛,利用其在水中和空气中传播特性,分别应用到船用导航设备测深仪、多普勒计程仪、声相关计程仪、船舶气象仪中,为船舶系统提供水深、航速、风向、风速、温度等导航信息,对于船舶航行安全具有重要意义。
潘德明[10]（1991）在《相关原理在船速测定中的应用》文中认为用相关原理进行船速测定是继声原理中用多普勒原理测定船速之后又一新的测速方法.它们的共同特点都能测量舰船对地的速度,而且测量精度高,这对于舰船导航,精确定位,提高武备系统的命中率等都有重要意义。用相关原理测定船速的仪器称为声相关计程仪,它垂直向海底发射声波束,因而回波信号要比多普勒计程仪大得多,波束也能做得相当宽,所以在换能器的体积尺寸相同的条件下,在海底跟踪的工作深度,要比多普勒计程仪大得多,同时在声暴露方面小得多,这对于在潜艇上使用是很可贵的。本文对相关的几何条件作了较详细的介绍,对混合相关法测速原理进行了论述,并导出了判别式,从而拟定了相关解算装置的实施方框图,并对其进行混合相关解算的可实现性进行了验证。文章对计程仪的误差作了粗略的分析,前后介绍了JX-1型声相关计程仪这个应用实例。该计程仪于1988年7月通过设计定型,测速和计程精度分别达到0.1kn和0.2％的设计指标,可测对地船速的工作深度达235m,并附有测深功能,在3个半月,航程约5000海里的实船试用中情况良好。该计程仪现已批量生产,陆续安装舰船。
二、空间相关计程仪测速分析（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、空间相关计程仪测速分析（论文提纲范文）
（1）舰船声相关测速技术研究（论文提纲范文）
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 声相关计程仪与多普勒计程仪的比较 |
| 1.3 声相关测速技术的发展情况 |
| 1.3.1 声相关测速技术的发展历史 |
| 1.3.2 声相关测速技术的研究动态 |
| 1.4 本论文研究的内容 |
| 第2章 声相关测速原理及参数估计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 波形不变性 |
| 2.3 时间相关测速与空间相关测速 |
| 2.4 声相关测速作用距离估计 |
| 2.4.1 声纳参数分析 |
| 2.4.2 等效目标强度的确定 |
| 2.4.3 声纳方程以及作用距离估计示例分析 |
| 2.5 声相关测速参数设计 |
| 2.5.1 发射信号的频率 |
| 2.5.2 发射波束宽度和接收波束宽度 |
| 2.5.3 接收器的间隔 |
| 2.5.4 信号形式分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 声相关测速仿真与试验数据分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 海底回波理论模型的建立 |
| 3.2.1 海底回波理论公式推导 |
| 3.2.2 海底回波信号的构造 |
| 3.3 仿真及结果分析 |
| 3.3.1 软件仿真概要 |
| 3.3.2 时间相关仿真 |
| 3.3.3 空间相关仿真 |
| 3.4 试验数据分析 |
| 3.4.1 试验系统的建立 |
| 3.4.2 测速数据分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 声相关测速方法的进一步分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 相关测速信号处理方法 |
| 4.2.1 最大似然法 |
| 4.2.2 非线性最小二乘法 |
| 4.3 最优化理论及单纯形算法 |
| 4.4 一维最小二乘拟合仿真 |
| 4.4.1 一维相关模型与最小二乘拟合 |
| 4.4.2 仿真情况分析 |
| 4.5 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 |
（2）声相关计程仪测速技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 现阶段研究特点 |
| 1.3 本课题研究的内容 |
| 2 声相关测速理论分析及参数设计 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 声相关测速基本原理 |
| 2.2.1 波形不变性原理 |
| 2.2.2 接收信号具有相关性的条件 |
| 2.3 相关测速理论方法分析 |
| 2.3.1 时间相关测速 |
| 2.3.2 空间相关测速 |
| 2.3.3 时空相关测速 |
| 2.4 声相关测速的参数设计 |
| 2.4.1 信号发射形式 |
| 2.4.2 发射波束宽度和接收波束宽度 |
| 2.4.3 发射信号频率 |
| 2.4.4 接收器间隔 |
| 2.4.5 相关计程仪所需的信噪比 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 海底回波模型的建立与理论分析 |
| 3.1 海底回波模型简介 |
| 3.2 海底回波表达式的推导 |
| 3.3 网格模型分析及海底回波信号幅度和相位的确定 |
| 3.3.1 网格模型分析 |
| 3.3.2 海底回波信号的幅度和相位分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 声相关测速方法仿真与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 一维时间相关仿真 |
| 4.2.1 参数设计与仿真 |
| 4.2.2 影响相关函数性能的因素研究 |
| 4.3 一维空间相关仿真 |
| 4.3.1 接收器等间隔排列时的空间相关仿真 |
| 4.3.2 接收器间距为几何级数的不均匀间隔排列时的空间相关仿真 |
| 4.3.3 接收器按最小冗余准则排列时的空间相关仿真 |
| 4.4 二维相关测速 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 船在纵摇情况下的海底回波理论模型 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 船在纵摇情况下的波形不变性条件 |
| 5.3 海底照射区域分析 |
| 5.4 船在纵摇情况下的海底回波信号 |
| 5.5 相关函数理论推导及仿真 |
| 5.6 回波信号仿真及测速 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（3）声相关计程仪测速技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和意义 |
| 1.2 国内外的研究历史和动态 |
| 1.2.1 国外的研究动态 |
| 1.2.2 国内的研究现状 |
| 1.2.3 现阶段研究的特点 |
| 1.3 本课题研究的内容 |
| 第2章 声相关计程仪工作原理及参数设计 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 声相关测速的基本原理 |
| 2.2.1 “波形不变”原理 |
| 2.2.2 接收器信号相关的几何条件 |
| 2.3 相关测速技术分类 |
| 2.3.1 时间相关测速 |
| 2.3.2 空间相关测速 |
| 2.3.3 基于模型匹配的时空相关测速 |
| 2.4 声相关测速参数设计 |
| 2.4.1 发射信号的频率 |
| 2.4.2 发射波束宽度和接收波束宽度 |
| 2.4.3 接收器的间隔 |
| 2.4.4 信号形式分析 |
| 2.4.5 相关计程仪需要的信号噪声比 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 声相关计程仪的接收基阵设计 |
| 3.1 基阵设计背景和方法 |
| 3.2 虚拟阵元 |
| 3.3 基阵设计准则 |
| 3.3.1 最小冗余 |
| 3.3.2 理想虚拟阵元位置图模型 |
| 3.4 仿真设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 声相关测速仿真与数据分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 相关和相关运算 |
| 4.3 海底回波理论模型的建立 |
| 4.3.1 海底回波模型简介 |
| 4.3.2 海底回波表达式推导 |
| 4.3.3 海底回波信号的构造 |
| 4.4 仿真及结果分析 |
| 4.4.1 一维时间相关仿真 |
| 4.4.2 一维空间相关仿真 |
| 4.4.3 二维时间相关测速仿真 |
| 4.4.4 二维空间相关测速仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 声相关测速技术的深入研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 时空相关矩阵的推导 |
| 5.3 相关测速信号处理方法 |
| 5.3.1 最大似然估计 |
| 5.3.2 非线性最小二乘估计 |
| 5.4 单纯形替换算法 |
| 5.5 模拟退火算法 |
| 5.5.1 算法原理 |
| 5.5.2 算法步骤 |
| 5.6 仿真分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）声相关测速技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的背景和意义 |
| 1.2 研究的历史和现状 |
| 1.2.1 国外的研究现状 |
| 1.2.2 国内的研究现状 |
| 1.2.3 ACL研究动态 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第2章 声相关测速系统仿真研究 |
| 2.1 声相关工作原理—波形不变性 |
| 2.2 系统总体方案设计 |
| 2.3 硬件框图描述 |
| 2.4 软件模块功能 |
| 2.4.1 波形设计模块 |
| 2.4.2 回波仿真模块 |
| 2.4.3 换能器基阵模块 |
| 2.4.4 底探测模块 |
| 2.4.5 速度寻优算法模块 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 海底回波建模 |
| 3.1 波形设计 |
| 3.1.1 单脉冲与双脉冲发射体制比较 |
| 3.1.2 波形设计实现途径 |
| 3.1.3 m序列产生 |
| 3.1.4 Gold序列 |
| 3.1.5 平衡码的产生 |
| 3.1.6 截短Gold序列平衡码 |
| 3.1.7 平衡码的优选 |
| 3.1.8 长码及其自相关特性 |
| 3.1.9 仿真结果 |
| 3.2 海底混响模型 |
| 3.3 海底散射模型 |
| 3.3.1 APL-UW散射模型 |
| 3.3.2 Lambert公式 |
| 3.3.3 模型/数据比较 |
| 3.4 时-空相关函数 |
| 3.4.1 海底回波信号 |
| 3.4.2 时-空相关函数 |
| 3.5 满足最大相关的条件 |
| 3.5.1 二维（或一维）船速 |
| 3.5.2 三维船速 |
| 3.6 仿真结果 |
| 3.7 结论 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 水声换能器基阵设计 |
| 4.1 换能器基阵 |
| 4.2 基阵设计方法 |
| 4.3 基阵设计原则 |
| 4.3.1 最小冗余 |
| 4.3.2 矢量图模型 |
| 4.3.3 满足声相关测速要求 |
| 4.4 仿真设计 |
| 4.5 RDI公司ACCP基阵结构 |
| 4.5.1 工作频率 |
| 4.5.2 波束宽度 |
| 4.5.3 发射换能器基阵 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 时-空相关测速方法 |
| 5.1 海底探测技术 |
| 5.1.1 海底探测系统 |
| 5.1.2 匹配滤波 |
| 5.1.3 脉冲压缩 |
| 5.2 时-空相关测速方法 |
| 5.3 最大似然估计 |
| 5.3.1 代价函数 |
| 5.3.2 理论协方差矩阵 |
| 5.4 混合算法 |
| 5.4.1 传统的单纯形算法（CSM） |
| 5.4.2 改进的算法 |
| 5.4.3 仿真结果 |
| 5.5 模拟退火算法 |
| 5.5.1 传统的模拟退火算法（CSA） |
| 5.5.2 快速模拟退火算法（FSA） |
| 5.5.3 自适应模拟退火算法（ASA） |
| 5.5.4 算法的收敛性 |
| 5.5.5 仿真结果 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）声相关测速研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 国内外研究动态 |
| 1.3 本论文研究内容 |
| 第2章 相关测速理论分析 |
| 2.1 信号的相关性 |
| 2.2 波形不变性原理 |
| 2.3 计程仪参数设计 |
| 2.3.1 信号形式分析 |
| 2.3.2 发射信号频率 |
| 2.3.3 接收器间隔 |
| 2.3.4 发射波束开角和接收波束开角 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 海底回波建模 |
| 3.1 回波建模 |
| 3.2 本章小结 |
| 第4章 测速方法理论分析 |
| 4.1 时间相关测速 |
| 4.2 空间相关测速 |
| 4.2.1 直线形式基阵 |
| 4.2.2 平面形式基阵 |
| 4.3 时空相关测速 |
| 4.3.1 最大似然方法 |
| 4.3.2 时空相关矩阵 |
| 4.4 单纯形算法寻优 |
| 4.4.1 单纯形算法 |
| 4.4.2 遗传算法与单纯形的混合算法 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）未知海底环境下AUV组合导航技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外水下导航系统发展现状 |
| 1.3 组合导航信息融合技术 |
| 1.4 动基座罗经对准的研究现状 |
| 1.5 课题的主要研究内容 |
| 第2章 捷联惯导系统基本原理 |
| 2.1 捷联惯导技术相关基础知识 |
| 2.1.1 捷联惯导系统工作原理 |
| 2.1.2 捷联惯导系统中各个坐标系的介绍 |
| 2.1.3 捷联惯导系统中坐标系之间的变换 |
| 2.1.4 捷联惯导系统的基本方程 |
| 2.2 建立捷联惯导系统误差模型 |
| 2.2.1 建立速度误差方程 |
| 2.2.2 建立位置误差方程 |
| 2.2.3 建立姿态误差方程 |
| 2.2.4 捷联惯导系统的误差模型 |
| 2.3 捷联式惯性导航系统的初始对准技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 洋流速度辅助的 SINS/GPS/DVL 组合导航技术 |
| 3.1 卡尔曼滤波技术 |
| 3.1.1 连续型卡尔曼滤波技术 |
| 3.1.2 离散型卡尔曼滤波技术 |
| 3.2 组合导航系统的构成 |
| 3.2.1 GPS 导航系统 |
| 3.2.2 多普勒计程仪 DVL 导航系统 |
| 3.3 洋流的建模 |
| 3.4 水面 SINS/GPS/DVL 模式组合导航系统 |
| 3.4.1 SINS/GPS/DVL 组合导航模式的状态与观测方程 |
| 3.4.2 水面计算洋流速度方案 |
| 3.5 水下 SINS/DVL 模式组合导航系统 |
| 3.5.1 SINS/DVL 组合导航系统方法介绍 |
| 3.5.2 水下递推洋流方案 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 组合导航中 DVL 测速误差补偿技术 |
| 4.1 多普勒计程仪测速精度的干扰 |
| 4.2 多普勒计程仪的测速误差及补偿 |
| 4.2.1 单波束的测速误差及补偿分析 |
| 4.2.2 双波束的测速误差及补偿分析 |
| 4.3 仿真比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 捷联惯导动基座罗经对准研究 |
| 5.1 捷联惯导系统的罗经对准法 |
| 5.1.1 捷联惯导系统的罗经法对准的原理 |
| 5.1.2 捷联惯导系统中实现罗经法对准 |
| 5.2 基于外速度 DVL 辅助的动基座罗经对准的实现 |
| 5.3 动基座罗经回路误差分析 |
| 5.3.1 速度误差的影响 |
| 5.3.2 纬度误差的影响 |
| 5.3.3 加速度误差的影响 |
| 5.4 DVL 辅助的动基座罗经法对准仿真分析 |
| 5.4.1 速度误差仿真比较 |
| 5.4.2 纬度误差仿真比较 |
| 5.4.3 加速度误差仿真比较 |
| 5.5 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 |
（8）基于单片机的陆用超声多普勒计程仪的设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 车载导航发展现状 |
| 1.2.1 导航技术发展概况 |
| 1.2.2 车辆组合导航技术发展概况 |
| 1.2.3 使用里程仪测速存在的问题 |
| 1.3 汽车测速技术的发展现状 |
| 1.4 多普勒计程仪国内外发展现状 |
| 1.5 本论文研究的意义及章节安排 |
| 第2章 陆用多普勒计程仪的测速原理 |
| 2.1 超声波 |
| 2.1.1 超声波的特性 |
| 2.1.2 超声波的衰减 |
| 2.2 超声换能器的选型 |
| 2.3 超声多普勒测速原理 |
| 2.3.1 多普勒效应 |
| 2.3.2 超声多普勒测速公式推导 |
| 2.4 超声多普勒测速误差分析与改进 |
| 2.4.1 使用环境对测速影响 |
| 2.4.2 发射倾角误差对测速影响 |
| 2.4.3 波束宽度对测速影响 |
| 2.4.4 测频算法对测速影响 |
| 2.5 陆用多普勒计程仪相关参数选取 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 回波信号处理 |
| 3.1 过零检测法测频 |
| 3.2 锁相环 |
| 3.2.1 锁相环基本原理 |
| 3.2.2 锁相环的数学模型 |
| 3.2.3 软件锁相环 |
| 3.2.4 软件锁相环测频的实现 |
| 3.2.5 软件锁相环的 MATLAB 仿真 |
| 3.3 复协方差法测频 |
| 3.4 频率估计算法选择 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 陆用计程仪的硬件设计 |
| 4.1 系统总体方案 |
| 4.2 微控制器 |
| 4.2.1 微控制器的选型 |
| 4.2.2 最小系统电路 |
| 4.3 发射电路设计 |
| 4.3.1 光电耦合电路设计 |
| 4.3.2 功率放大电路设计 |
| 4.3.3 阻抗匹配 |
| 4.4 接收电路设计 |
| 4.4.1 保护电路设计 |
| 4.4.2 放大电路设计 |
| 4.4.3 带通滤波器设计 |
| 4.5 测温和显示电路 |
| 4.6 PCB 设计 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 陆用计程仪软件设计及系统验证 |
| 5.1 陆用计程仪软件总体设计 |
| 5.1.1 软件开发环境 |
| 5.1.2 软件架构设计 |
| 5.2 PIT 定时中断软件设计 |
| 5.3 PWM 模块软件设计 |
| 5.3.1 PWM 脉冲产生 |
| 5.3.2 PWM 脉冲计数中断 |
| 5.4 ADC 数据采集程序设计 |
| 5.5 测温和显示模块软件设计 |
| 5.6 测频算法的实现 |
| 5.6.1 正交解调的实现 |
| 5.6.2 FIR 低通滤波器的设计 |
| 5.6.3 速度解算 |
| 5.7 软硬件联合调试 |
| 5.8 系统仿真 |
| 5.9 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 |
（9）超声波技术在船舶导航设备中的应用（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 超声波技术 |
| 2.1 超声波 |
| 2.2 回声测距原理 |
| 2.3 多普勒效应 |
| 2.4 波形不变性 |
| 2.5 脉冲声时法 |
| 3 导航设备中的应用 |
| 3.1 水深测量 |
| 3.1.1 换能器 |
| 3.1.2 测深仪 |
| 3.2 航速测量 |
| 3.2.1 多普勒计程仪 |
| 3.2.2 声相关计程仪 |
| 3.3 风速风向测量 |
| 3.4 温度测量 |
| 4 发展展望 |
| 5 结束语 |
四、空间相关计程仪测速分析（论文参考文献）
- [1]舰船声相关测速技术研究[D]. 刘德铸. 哈尔滨工程大学, 2006(12)
- [2]声相关计程仪测速技术研究[D]. 胡一峰. 杭州电子科技大学, 2013(S1)
- [3]声相关计程仪测速技术研究[D]. 朱坤. 哈尔滨工程大学, 2010(06)
- [4]声相关测速技术研究[D]. 薛敬宏. 哈尔滨工业大学, 2007(12)
- [5]声相关测速研究[D]. 邸国辉. 哈尔滨工业大学, 2006(04)
- [6]空间相关计程仪测速分析[J]. 王会立,陈希信,于天池. 黑龙江商学院学报(自然科学版), 1999(04)
- [7]未知海底环境下AUV组合导航技术研究[D]. 朱忠军. 哈尔滨工程大学, 2013(04)
- [8]基于单片机的陆用超声多普勒计程仪的设计与实现[D]. 赵海明. 哈尔滨工程大学, 2013(04)
- [9]超声波技术在船舶导航设备中的应用[J]. 黄云鹏,林育生. 电子技术与软件工程, 2017(05)
- [10]相关原理在船速测定中的应用[J]. 潘德明. 海洋技术, 1991(02)