衛(wèi)星側(cè)音測距系統(tǒng)的仿真及關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)的開題報告

衛(wèi)星側(cè)音測距系統(tǒng)的仿真及關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)的開題報告標題：衛(wèi)星側(cè)音測距系統(tǒng)的仿真及關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)一、研究背景和意義衛(wèi)星側(cè)音測距技術(shù)指的是利用衛(wèi)星對地面信號的接收與發(fā)送，通過測量聲波的傳輸時間來計算距離，并用該距離作為參數(shù)推算出聲波穿過的介質(zhì)參數(shù)等信息。該技術(shù)具有在廣闊海洋上進行定位的功能，成為海洋聲學(xué)領(lǐng)域不可替代的技術(shù)手段。同時，該技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于軍事、民間海洋勘探等領(lǐng)域。因此，實現(xiàn)衛(wèi)星側(cè)音測距技術(shù)的仿真和關(guān)鍵技術(shù)的研究，對于推動海洋科學(xué)、保障國家安全以及促進國家經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。二、研究內(nèi)容和目標本項目將展開衛(wèi)星側(cè)音測距系統(tǒng)的仿真及關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)，主要包括以下幾個方面的內(nèi)容：1.衛(wèi)星側(cè)音測距系統(tǒng)的建模與仿真：搭建衛(wèi)星側(cè)聲測距系統(tǒng)的仿真平臺，建立聲學(xué)傳輸模型，模擬聲波在海洋中的傳播情況，檢驗衛(wèi)星定位精度。2.大氣、海洋物理環(huán)境背景建模：考慮氣象、海域環(huán)境等多因素的影響，利用海洋動力學(xué)模型建立大氣、海洋物理環(huán)境背景，以提高衛(wèi)星的定位精度。3.多衛(wèi)星協(xié)同定位算法：以衛(wèi)星的信號數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，設(shè)計多衛(wèi)星協(xié)同測距算法，并運用協(xié)同算法，提高衛(wèi)星定位精度和定位覆蓋面積。4.總體系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)：總體設(shè)計和實現(xiàn)各個模塊，包括聲源發(fā)射機以及接收機、地面站等設(shè)備。三、研究方法和技術(shù)路線1.建模與仿真方法：使用聲源模型將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號，加入噪聲模型模擬干擾，使用有限差分法模擬聲波在海洋中的傳播，采用卡爾曼濾波算法對信號進行處理和優(yōu)化。2.大氣、海洋物理環(huán)境背景建模方法：采取CFD計算和實測數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法建立數(shù)值模型，考慮不同高度和深度處的大氣、海洋物理參數(shù)，建立3D離散環(huán)境風(fēng)場運動模型。3.多衛(wèi)星協(xié)同定位算法：采用基于SVD的多基站目標定位算法，實現(xiàn)對目標的多角度跟蹤定位，提高目標定位精度。4.總體系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)方法：采用工業(yè)自動化技術(shù)，實現(xiàn)各個設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，建立系統(tǒng)控制軟件，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、信號處理、結(jié)果輸出等功能。四、研究計劃與進度安排1.2021年7-9月，研究文獻系統(tǒng)調(diào)研，并進行關(guān)鍵技術(shù)研究與現(xiàn)狀分析。2.2021年10-2022年3月，建立衛(wèi)星側(cè)音測距系統(tǒng)的聲學(xué)傳輸模型，并完成目標定位的單站、多站處理方法。3.2022年4-2022年9月，建立大氣、海洋物理環(huán)境背景建模，并開展多基站目標定位算法研究。4.2022年10-2023年3月，分別開展系統(tǒng)總體設(shè)計和實現(xiàn)。5.2023年4-2023年6月，系統(tǒng)測試和評估。五、預(yù)期成果及應(yīng)用價值本項目將開發(fā)出一套衛(wèi)星側(cè)音測距系統(tǒng)仿真平臺，并研究出多衛(wèi)星協(xié)同定位算法、建立聲學(xué)傳輸模型、大氣海洋物理環(huán)境背景建模、總體系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)等關(guān)鍵技術(shù)，為海洋科學(xué)、軍事科學(xué)及其他相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用提供技術(shù)支撐，具有重要的應(yīng)用