發(fā)布時間：2021-01-06 20:09

　　海洋安全問題已經(jīng)變成海洋戰(zhàn)略的一個重要構(gòu)成部分,對于水下目標(biāo)探測的相關(guān)技術(shù)正不斷地取得進(jìn)步。矢量水聽器因其指向性具有和頻率無關(guān)的特性,在水下目標(biāo)探測領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注;GPU在單精度浮點(diǎn)運(yùn)算能力、外部存儲器帶寬以及并行計算能力方面擁有絕對的優(yōu)勢,必將會引領(lǐng)未來高性能計算機(jī)的發(fā)展趨勢。首先論文對相干源輻射聲場和各向同性干擾場中聲壓和振速之間相關(guān)性進(jìn)行了推導(dǎo)分析,奠定了平均聲強(qiáng)器適用在各向同性干擾聲場中進(jìn)行方位估計的基礎(chǔ)。為研究影響線譜方位估計因素,分別對時域平均聲強(qiáng)器和頻域平均聲強(qiáng)器進(jìn)行了仿真分析,并驗(yàn)證線譜方位估計能夠很好的實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)分辨的目的。根據(jù)艦船等目標(biāo)輻射噪聲中包含線譜等特征信息,設(shè)計了多級檢測的線譜多目標(biāo)自主檢測和跟蹤方法。設(shè)計了多級檢測的連續(xù)譜多目標(biāo)自主檢測和跟蹤方法,并仿真分析了連續(xù)譜方位估計的抗干擾性能和多目標(biāo)分辨力。其次,根據(jù)目標(biāo)探測算法的特點(diǎn),針對算法中包含密集型數(shù)據(jù)計算模塊進(jìn)行算法并行化分析研究。深入研究了FFT變換基本原理,對其可高度并行化的特征進(jìn)行詳細(xì)分析,并結(jié)合CUDA多線程運(yùn)行模式的特性,研究設(shè)計并實(shí)現(xiàn)FFT變換并行算法,并對算法進(jìn)行優(yōu)化;分析研究了FIR... 

【文章來源】：哈爾濱工程大學(xué)黑龍江省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

目標(biāo)方位估計處理流程圖

根據(jù)所采用的的矢量水聽器，接收到的聲壓與振速之間相位相同，互譜能量集中在共軛互譜的實(shí)數(shù)部分，所以采用互譜實(shí)部進(jìn)行積分運(yùn)算。具體處理流程框如圖 2.2 所示：(a)時域平均聲強(qiáng)器 (b)頻域平均聲強(qiáng)器圖 2.2 目標(biāo)方位估計處理流程圖目標(biāo)方位估計過程中，有很多因素影響估計精度，下面根據(jù)上述方法對平均聲強(qiáng)方法分別進(jìn)行時域和頻域仿真，研究采集信號的輸入信噪比對目標(biāo)方位預(yù)計的影響。設(shè)發(fā)射信號是 100Hz～500Hz 寬帶連續(xù)譜信號，采樣率是 12.5kHz，目標(biāo)方位角是 30 度環(huán)境干擾假設(shè)是高斯白噪聲，輸入信噪比變化范圍是-10dB～30dB，仿真輸出結(jié)果如下

根據(jù)所采用的的矢量水聽器，接收到的聲壓與振速之間相位相同，互譜能量集中在共軛互譜的實(shí)數(shù)部分，所以采用互譜實(shí)部進(jìn)行積分運(yùn)算。具體處理流程框如圖 2.2 所示：(a)時域平均聲強(qiáng)器 (b)頻域平均聲強(qiáng)器圖 2.2 目標(biāo)方位估計處理流程圖目標(biāo)方位估計過程中，有很多因素影響估計精度，下面根據(jù)上述方法對平均聲強(qiáng)方法分別進(jìn)行時域和頻域仿真，研究采集信號的輸入信噪比對目標(biāo)方位預(yù)計的影響。設(shè)發(fā)射信號是 100Hz～500Hz 寬帶連續(xù)譜信號，采樣率是 12.5kHz，目標(biāo)方位角是 30 度環(huán)境干擾假設(shè)是高斯白噪聲，輸入信噪比變化范圍是-10dB～30dB，仿真輸出結(jié)果如下

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于CUDA的高速FFT計算[J]. 趙麗麗,張盛兵,張萌,姚濤.  計算機(jī)應(yīng)用研究. 2011(04)
[2]GPU實(shí)現(xiàn)的高速FIR數(shù)字濾波算法[J]. 陳孝良,鄧仰東,程曉斌,李曉東,田靜.  計算機(jī)輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報. 2010(09)
[3]基于分布式算法的高階FIR濾波器及其FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 李書華,曾以成.  計算機(jī)工程與應(yīng)用. 2010(12)
[4]基于DSP并行系統(tǒng)的FFT算法實(shí)現(xiàn)[J]. 朱林,王志凌,黃天戍.  武漢理工大學(xué)學(xué)報. 2009(20)
[5]二維FFT在GPU上的并行實(shí)現(xiàn)[J]. 陳瑞,童瑩.  南京工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(02)
[6]一種在FPGA上實(shí)現(xiàn)FIR數(shù)字濾波器的資源優(yōu)化算法[J]. 李瑩,路衛(wèi)軍,于敦山,張興.  北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2009(02)
[7]基于FPGA的FFT處理器的設(shè)計與仿真[J]. 董惠,衛(wèi)銘斐,江麗,曾俊.  微電子學(xué)與計算機(jī). 2008(11)
[8]用單個矢量水聽器基于DEMON線譜的雙目標(biāo)分辨[J]. 姚直象,惠俊英,王德俊,蔡平.  應(yīng)用聲學(xué). 2005(03)
[9]單矢量傳感器多目標(biāo)分辨的一種方法[J]. 楊士莪.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2003(06)
[10]艦船噪聲識別（Ⅰ）──總體框架、線譜分析和提取[J]. 吳國清,李靖,陳耀明,袁毅,陳岳.  聲學(xué)學(xué)報. 1998(05)

博士論文
[1]矢量陣信號處理技術(shù)研究[D]. 陳新華.哈爾濱工程大學(xué) 2004

碩士論文
[1]基于CUDA的FFT并行計算研究[D]. 王櫻.湖南大學(xué) 2012
[2]噪聲目標(biāo)被動測向問題研究[D]. 梅繼丹.哈爾濱工程大學(xué) 2006



本文編號：2961187