多普勒计程仪信号处理设计与实现

谢汉操

【摘要】依据多普勒效应原理，通过水下声波进行测速的一种精密仪器即多普勒计程仪。这种仪器不仅能够测量船相对于地的绝对速度，而且能够测出相对于水层的速度。即使船速较低时，测速依然非常准确。这种设备信号处理系统中的硬件电路非常稳定，软件具有非常好的运行情况，适合各种复杂的水质环境。

【关键词】多普勒计程仪；信号处理；相控阵

多普勒计程仪又名测速声呐，是舰船自主导航的重要设备。不仅能够测量船相对于地的绝对速度，而且能够测出相对于水层的速度。由于其具有非常高的测速精度，因此，在舰船上应用非常广。其原理主要是：依据多普勒效应，声源与接收器处于相对径向运动时，接收器得到信号频率的变化，通过相对运动之间的关系，进而计算出载体的矢量速度。物体在极低速度情况下，这种系统也具有非常准确的测速效果。然而，大深度海底跟踪系统运用这种设备时，由于波束窄与频率低的原因，会形成很大的误差。相控阵多普勒计程仪的研制成功，不仅解决了这一弊病，而且使安装要求与硬件复杂度得到了进一步的降低。今天，多普勒计程仪不仅减少了声速测量导致的误差，而且也减少了换能器安装与参数不同引起的误差。

一、多普勒计程仪发展趋势分析

多普勒计程仪其测速准确的优势，已经得到非常广泛应用。然而，很多研究人员仍在不懈的进行研究，以及对其缺点进行改进。……