浮标基USBL定位解算方法研究及软件实现

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文浮标基USBL定位解算方法研究及软件实现硕士研究生：刘旭妍指导教师：王燕教授学科、专业：信息与通信工程论文主审人：王大成副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文浮标基USBL定位解算方法研究及软件实现硕士研究生：刘旭妍指导教师：王燕教授学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2018年3月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofM.EngMethod

2、andSoftwareImplementationofPositioningforBuoy-BasedUSBLCandidate:LiuXuyanSupervisor:Prof.WangYanAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission:Mar.2018DateofOralExamination:Mar.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创

3、性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分

4、或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日浮标基USBL定位解算方法研究及软件实现摘要本文针对某浮标基长基线/超短基线组合定位系统中的超短基线定位部分，研究了抗多途反射和抗相位模糊两个关键技术，设计了超短基线定位解算软件，实现了对水下运动目标水

5、平位置的跟踪定位，最后通过湖上试验验证了软件的正确性及可靠性。本文介绍了超短基线三元阵定位原理和十字阵定位原理的各自特点，介绍了目标坐标由基阵坐标系向大地坐标系转换的方法，给出了定位精度分析结果，仿真分析了长基线/超短基线组合定位相比于单独长基线定位的优势。针对高频信号，本文提出了一种基于最大后验概率准则的抗相位模糊算法，通过对抗相位模糊效果进行仿真分析，该算法对频率较不敏感，对阵型误差也有较好的宽容性，综合考虑工程实用性，最终确定了本系统应用的阵型。由于水声信道的多途效应，水听器接收的信号含有直达声和多个反射声，专家系统的作用就是正确地挑选出直达声、剔除反射声，为系统的准确定位提

6、供保障。论文根据信号在多途信道中的传播规律，设计了一系列专家系统判决准则，依据该准则实现对直达声和反射声的准确判别，通过挑选前后时延对比验证了专家系统的有效性。采用基于C++语言的Qt集成环境开发了超短基线定位解算软件。根据软件的功能需求给出了总体设计方案，再根据模块化设计思想，给出了软件各功能模块的设计和实现，主要由定位解算模块、显示跟踪模块和文件管理模块组成，使软件具备定位解算的一系列完整功能。最后给出了湖试数据的处理结果，证明了算法的有效性，验证了软件的功能及稳定性。关键词：超短基线；抗相位模糊；专家系统；定位解算软件哈尔滨工程大学硕士学位论文浮标基USBL定位解算方法研究及

7、软件实现ABSTRACTThispaperisaimedattheultra-shortbaselinepositioningalgorithmofalongbaseline(LBL)andultra-shortbaseline(USBL)combinationpositioningsystem.Itdiscussestwokeytechnologymethodsofthealgorithm,unwrappingphaseambiguityandanexpertsys