船舶导航雷达数字信号处理机的FPGA电路设计与优化

导航雷达在目标探测、海上避碰等方面发挥着重要的作用,是现代船舶不可或缺的设备。导航雷达数字信号处理机利用数字信号处理器处理雷达电磁波的回波信号,进行各个频段回波信号的过滤、处理,最终获取被测目标的详细信息。船舶导航雷达系统的目标探测精度与信号处理机的性能有密切的关系,因此,有必要针对雷达数字信号处理机进行优化升级。本文研究雷达数字信号处理机的FPGA电路设计和优化,从信号采集、存储和处理电路等方面进行了阐述。     

FPGA的舰船导航雷达回波信号采集

为了满足舰船导航雷达回波信号的信噪比,提升雷达回波信号采集的深度与广度,提出FPGA的舰船导航雷达回波信号采集设计。采用FPGA采集控制硬件,设计FPGA计算控制的雷达回波信号采集平台。通过在平台系统内引入FPGA雷达回波信号采集逻辑,完成对信号采集深度与广度的量化计算。最后,通过仿真测试的方式设计一组实验,对提出的FPGA的舰船导航雷达回波信号采集设计进行可行性验证,证明设计的雷达回波信号采集灵敏度高、范围广、距离远、精度高的优点。     

基于人工神经网络的导航数据处理方法研究

探讨了采用广义ＢＰ神经网络理论来进行组合导航定位数据的非线性滤波方法。采用广义ＢＰ人工神经网络进行随机状态估计,其特点是：实时数据处理可并行计算,速度快;对组合导航系统模型结构及其统计特性无要求。     

嵌入式波控技术在舰载火控雷达数据处理中的应用

舰载火控雷达是舰艇上用于跟踪目标,并为武器装备提供目标实时位置数据信息的装备。本文针对火控雷达数据获取和数据处理速度慢的问题,将波控技术应用到火控雷达系统中。本文在研究波控技术基本原理,分析火控雷达数据处理要求和流程的基础上,设计嵌入式波控系统,提高火控雷达数据处理能力和数据结果准确性。     

基于DSP及FPGA的水下信息融合系统的设计

对于大型水下设备,常需要多个分系统之间配合工作,且分系统采用的通信协议也不尽相同。为了保证分系统的数据可以被及时采集和处理,本文采用DSP加FPGA的架构实现信息融合系统。DSP芯片作为主处理器用于应用层的设计,负责整个系统运行时的流程调度和数据处理;FPGA对DSP进行扩展,既解决了DSP通信资源和内部缓存不足的问题,也利用FPGA的编程功能实现一些通信接口的逻辑设计,从而降低电路设计的难度。经板上及系统整体测试表明,系统融合系统可以完成16路串行数据的收发及2路1553B数据的收发,系统稳定可靠且具有极强的可扩展性和通用性。     

基于NiosⅡ的导航计算系统设计

使用陀螺仪的惯性导航系统具有非常高的精度,但是成本非常高昂,无陀螺捷联惯性导航系统通过对多个加速度计的数值进行解算也可以实现导航的目的,同时成本远低于使用陀螺仪的惯性导航系统。本文提出了一种基于Nios II的导航计算系统设计,通过将9个加速度计直接安装在载体上,然后通过FPGA进行计算,最终实现导航的目的,系统具有准确性高、成本低等优点。     

线性FMCW雷达在VTS及商船导航中的应用

首先简要说明了线性FMCW雷达的基本原理，介绍了这种雷达在海军战术导航中的应用；之后着重讨论了在VTS及商船导航中的应用方案，并预防在不远的将来，线性FMCW雷达将在VTS及商船导航中占统治地位。     

基于数字信号处理器的舰船导航信息处理系统

抑制干扰信息,提升信息处理效果,设计数字信号处理器的舰船导航信息处理系统.利用雷达前端产生导航发射触发信号与中频信号等,通过A/D转换器在产生的信号内采集数字化导航信息,采用数字信号处理器为信息处理提供同频干扰抑制与脉冲积累等处理算法,按照互信息梯度分离导航信息,实现导航信息同频干扰抑制.实验证明:该系统可获取清晰的导...     

基于数字信号处理实现VOX技术

介绍一种用数字方式实现VOX功能的方法。根据语音信号的特征及短时分析技术,利用语音信号能量和过零率相结合检测方法,可有效进行有声/无声判断。根据所述检测原理和实现方法,进行了不同信噪比条件下的仿真分析。经过实际应用测试,该系统易于实现,实时性好。     

基于AIS数据处理技术的船舶综合导航技术研究

AIS系统不但能够提供与船舶数据相关的静态信息,而且还能提供与船舶航行相关的动态信息,为了利用AIS的优势,本文将AIS技术与船舶导航技术进行集成,给出一种基于AIS数据处理技术的船舶综合导航系统设计。实现结果表明,AIS提供的数据能够有效帮助导航系统进行航线的规划,减少船舶避碰事故的发生。     

基于DSP技术的嵌入式数字船舶导航信息处理系统

普通船舶导航信息处理系统,不能在最短时间完成导航信息分类处理,且极易发生船舶信息丢包现象。为解决上述问题,设计基于DSP技术的嵌入式数字船舶导航信息处理系统。通过DSP船舶导航图像处理硬件系统框架设计、信息同步子模块设计,完成系统硬件设计。通过导航信息系统嵌入式通信串口设计、多任务调度流程设计、通信协议设计,完成系统软件设计。模拟系统应用环境,设计对比实验结果表明,新型数字船舶导航信息处理系统,与普通系统相比,大幅缩短导航信息分类处理所需时间,降低船舶信息丢包现象发生几率。     

基于FPGA的舰船导航系统的双通道图像处理技术研究

FPGA系统的应用使得舰船导航系统的数据处理能力和抗干扰能力获得极大提高,尤其在导航系统的图像收集和处理方面,基于FPGA系统的控制器能够实时处理大量通道的并发图像数据,因此其在舰船导航领域有着巨大的开发价值。本文设计舰船导航系统的硬件电路,并对内部的重要功能子模块进行介绍。在对图像收集的过程中,由于干扰的存在,因此设计了滤波环节,能够强化图像数据的准确度,最后采用正弦波和方波模拟双通道的输入信号,对该图像处理电路的功能进行仿真。     

基于数字信号处理技术的船舶电子设备故障诊断

当前船舶电子设备故障诊断方法无法准确表达船舶电子设备故障变化特点,船舶电子设备故障诊断成功率低,出现了大量错误的船舶电子设备故障诊断结果,同时船舶电子设备故障诊断实时性差,为此设计了基于数字信号处理技术的船舶电子设备故障诊断模型。首先分析当前船舶电子设备故障诊断模型存在缺陷的原因,通过数字信号处理技术采集船舶电子设备工作状态信号,并从信号中提取船舶电子设备故障特征向量,然后将船舶电子设备故障特征向量作为极限学习机的输入,通过确定极限学习参数建立船舶电子设备故障诊断模型,最后在Matlab2016平台上进行了船舶电子设备故障诊断仿真模拟测试。结果表明,本文模型可以提取描述船舶电子设备工作状态的信号,提取特征向量可以很好描述船舶电子设备故障类型,使得船舶电子设备故障诊断成功率得到提高,故障诊断的错误率降低,有利于船舶电子设备故障处理。     

图像处理技术在船舶导航过程的应用

大型船舶采用常规导航方法在窄河道进行导航时,存在导航精度较低的不足,为此提出了图像处理技术船舶导航过程的应用研究。基于图像处理程序的嵌入,以及导航参数的计算,完成图像处理技术船舶导航参数的确定;依托船舶的定位分析、船舶航线的路径分析,实现了图像处理技术船舶导航过程的应用研究。实验数据表明,提出的应用船舶导航方法较常规船舶导航方法,导航精度提高47.14%,能够使大型船舶在窄河道范围内进行有效导航。