水聽器線列陣的數(shù)據(jù)采集與傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、水聽器線列陣是海洋探測領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景的一種聲學(xué)傳感陣列,可以實(shí)現(xiàn)水下聲信息的時(shí)域與空域等間隔采集,是一種重要的軍民兩用技術(shù)。本文主要研究主動(dòng)式和被動(dòng)式水聲探測環(huán)境的線列陣共性關(guān)鍵技術(shù),包括多通道壓電型水聽器的信號(hào)調(diào)理與數(shù)據(jù)采集、壓電型與光纖干涉型水聽器的級(jí)聯(lián)型數(shù)字基帶信道數(shù)據(jù)傳輸、船載主控工作站的數(shù)據(jù)序列文件實(shí)時(shí)存儲(chǔ)與波形回顯等技術(shù),設(shè)計(jì)了專用的主從式全陣列數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘同步系統(tǒng),探索應(yīng)用于級(jí)聯(lián)信道的Turbo編解碼技術(shù),并實(shí)現(xiàn)了兩

2、條不同功能的實(shí)用化線列陣拖纜。
　　主要內(nèi)容和完成的工作如下:
　　1.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種通用型的水聽器線列陣數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng),可以同時(shí)支持主動(dòng)式和被動(dòng)式聲學(xué)探測。該系統(tǒng)主要包括針對(duì)壓電型水聽器的多通道可變?cè)鲆嫘盘?hào)調(diào)理與多通道同步式高分辨率模數(shù)轉(zhuǎn)換,水下電路節(jié)點(diǎn)的本地?cái)?shù)據(jù)編幀與級(jí)聯(lián)上傳,水下纜內(nèi)分布式供電網(wǎng)絡(luò),基于PCI接口的船載主控工作站數(shù)據(jù)接口以及主控軟件等組成部分。
　　2.提出并實(shí)現(xiàn)了一種在IEEE1588精確

3、時(shí)鐘同步協(xié)議基礎(chǔ)上簡化和改進(jìn)的主從式數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘同步方法,建立了全陣列數(shù)據(jù)采集同步時(shí)鐘傳遞模型,通過實(shí)驗(yàn)確定了時(shí)鐘傳遞誤差與補(bǔ)償方法,實(shí)現(xiàn)了全陣列亞微秒級(jí)的數(shù)據(jù)采集時(shí)鐘同步。
　　3.提出以水聽器線列陣的級(jí)聯(lián)型信道為應(yīng)用目標(biāo),研究如何引入Turbo信道編解碼體系的問題。通過仿真的方法分析了Turbo碼性能,特別是針對(duì)水聽器線列陣傳輸信道的特點(diǎn),研究了Turbo譯碼端的多級(jí)量化,進(jìn)行了實(shí)際的程序設(shè)計(jì)。
　　4.研究并實(shí)現(xiàn)了適用

4、于海洋環(huán)境的線列陣命令、數(shù)據(jù)和同步信號(hào)傳輸?shù)耐暾麉f(xié)議棧,包括船海通信、包間通信和包內(nèi)通信三個(gè)部分。設(shè)計(jì)了分層的開放型命令和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,以及兼容SEGY行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)文件格式。在此基礎(chǔ)上,將相關(guān)協(xié)議棧用于實(shí)際的水聽器線列陣系統(tǒng),形成了完整的傳輸體系。
　　5.針對(duì)不同的工作場合,本文先后設(shè)計(jì)了多款主控軟件;實(shí)現(xiàn)了基于雙層乒乓結(jié)構(gòu)內(nèi)存映射的長時(shí)間不間斷實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收與數(shù)據(jù)文件存儲(chǔ),以及基于MATCOM的波形實(shí)時(shí)顯示等功能。