發(fā)布時間：2020-03-29 02:42

【摘要】：本文針對聲學多普勒流速剖面儀(簡稱ADCP)多模式、多應用場景的需求,提出了組合式ADCP的概念,并在基于TMS320C6678的多核并行平臺上設計并實現(xiàn)了具有高實時性與高可擴展性的組合式ADCP信號處理系統(tǒng)。具體工作如下:1.根據(jù)ADCP的基本原理與實現(xiàn)過程中的難點,分析總結了 ADCP信號與數(shù)據(jù)處理的規(guī)律。概括起來主要有兩點:高實時性要求與瞬時計算量的矛盾;控制流程復雜、計算參數(shù)多變。所以,可并發(fā)、高瞬時計算能力的ADCP信號處理系統(tǒng)設計需求迫切。2.分析并總結了傳統(tǒng)ADCP的共性和特性,提出了基于多種發(fā)射信號組合、多種測流方式組合以及多種處理算法組合的寬場景適應性的組合式ADCP。3.在對回波處理流程進行功能分解并模塊化的基礎上設計了基于流水線思想的回波處理流程,較串行處理方式成倍提高了回波信號處理流程的處理速度。提出了基于單波束測流分段并行計算和多波束測流分波束并行計算的組合式ADCP并行化測流計算方法。與串行計算方式相比成倍提高了處理速度。4.基于TMS320C6678多核處理器,設計并實現(xiàn)了組合式ADCP信號處理硬件系統(tǒng)。采用模塊化多線程的軟件設計方法,實現(xiàn)了多核多線程ADCP并行處理,并具有良好的可擴展性。系統(tǒng)完成后進行了實驗室水池實驗,驗證了系統(tǒng)的可行性。
【圖文】：

主要有艦載式、坐底式、懸浮式、拖曳式、手持式等；從數(shù)據(jù)存儲上分，有只讀和自容逡逑兩種方式；而從測量頻率上分，有幾十千赫茲到幾兆赫茲的多種設備以應對不同的測量逡逑范圍和測量精度的要求。如圖１－１所示，市場上存在著各式各樣的ＡＤＣＰ產(chǎn)品。經(jīng)過對逡逑ＡＤＣＰ幾十年的研宄以及隨著各產(chǎn)品生產(chǎn)公司的發(fā)展，國外對多普勒測流技術的研宄和逡逑應用正在不斷細化，針對不同應用場景的研宄也更加深入細致。在實際產(chǎn)品設計中也開逡逑始應用并行計算平臺，但針對寬應用場景的組合式ＡＤＣＰ的研宄仍存在不足。逡逑＿〕ｉ邋焌＃逡逑圖１－１各式各樣的ＡＤＣＰ產(chǎn)品逡逑我國對ＡＤＣＰ的研究相對較早，，早在１９７２年，國家海洋局海洋技術研究所就首先逡逑開始了船載多普勒測流技術的立題研究［３］。并先后在１９７５年進行了原理性實驗和在１９７８逡逑年進行了過零檢測技術的樣機試驗，最終于１９８３年在青島海區(qū)完成了脈沖鎖相技術的逡逑整機海試，且獲得了一定效果。隨后從１９８７年開始我國就開始進行自相關技術在測量逡逑剖面流速方面的應用研宄，并于１９９０年在海上實驗中取得了比較好的結果［４］。逡逑“十五”期間

當海水或河水流動時，這些散射體也會隨同水流以相同的速度流動。假如發(fā)射一串逡逑特定聲波到水中時，信號源和這些散射體之間存在著相對運動，那么觀測者接收到的回逡逑波就會因為多普勒效應而被展寬或壓縮，信號的頻率將發(fā)生變化［１２１。如圖２－１所示，當逡逑散射體對入射聲波發(fā)生散射作用時，換能器收到的信號會因為換能器和散射體之間的相逡逑對運動而被展寬或壓縮。逡逑散射顆粒逡逑——邐發(fā)射信號邐＿邐、逡逑d療麇危村義希桑�，．辶x仙⑸淇帕Ｎ危村義鮮詹⒎瓷溴義�？邋？邋？辶x鮮盞椒村�？逦？辶x稀�！射信号�

本文編號：2605309