基于分数阶傅里叶变换的浅海水声定位关键问题研究

【摘要】声波能在水下进行远距离传播,相比其他信号传播形式衰减最小,因此海洋技术研究主要借助于水声通信来展开。近年来,随着水声通信的发展和人类对海洋的不断开发,水声定位技术在军事和民用活动中都发挥着重要作用。因此,水声节点定位技术研究具有巨大的现实意义1。目前水声定位系统较常用的定位方式为双曲线定位系统,且多通过互相关进行时延估计。然而为了使目标可以进行自定位,需要多个信标发送信号,目标接收多个信标信号并进行解算来达到自定位的效果,这种情况下互相关时延估计方法就会存在信号识别模糊和到达时间冲突。本论文正是基于这样的背景,在实验室水声定位系统收发平台的基础上,引入了一些新的技术。为了克服互相关时延估计的不足,本文利用线性调频信号在分数阶傅里叶变换域上的聚集特性,引入分数阶傅里叶变换进行时延估计,并通过自动增益控制、自动门限跟踪以及快速滑动相关等方法进行线性调频信号的有效检测。本文侧重对这些关键技术进行研究和实现。本文以线性调频信号为定位信号,对定位关键技术进行了详细研究,将多个信标发送的定位信号到达目标节点的时延差作为定位依据,利用TDOA方法来完成目标的自定位。本文针对传统双曲线定位中互相关时延估计遇到的问题进行了分析和理论研究,并提出了相应的解决方案,该研究结果对于后续水声定位研究具有一定的指导意义和应用前景。
【作者】连海燕；
【导师】林聪仁；袁飞；
【作者基本信息】厦门大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】水声定位；分数阶傅里叶变换；增益控制；门限跟踪；

【参考文献】
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