1、分類號(hào)UDC密級(jí)單位代碼10151航道水深監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)研究李蘇陽(yáng)指導(dǎo)教師許文海職稱教授學(xué)位授予單位大連海事大學(xué)申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別工學(xué)碩士學(xué)科與專業(yè)通信與信息系統(tǒng)論文完成日期2008.5論文答辯日期2008.6答辯委員會(huì)主席爭(zhēng)文.丹七中文摘要摘要港口泥沙淤積現(xiàn)象在世界范圍內(nèi)普遍存在，由于其直接影響安全航行和航運(yùn)效益，各有關(guān)國(guó)家對(duì)此十分重視，開展了多種泥沙淤積預(yù)報(bào)理論和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究。本課題來源于某港口航道水深適時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究的

2、實(shí)際工程項(xiàng)目，本文主要的研究?jī)?nèi)容是水深信號(hào)處理算法和數(shù)據(jù)監(jiān)控中心的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。從監(jiān)測(cè)系統(tǒng)終端所獲得的數(shù)據(jù)只是原始的水深數(shù)據(jù)，不是最終需要的水深值，尋找合適的計(jì)算水深值的算法是本課題最重要的工作內(nèi)容之一。由水聲傳播信道特性可知，對(duì)于狹窄航道來說，水聲信號(hào)的傳播必然存在多徑現(xiàn)象，并且由于聲波在不同路徑中傳播時(shí)路徑長(zhǎng)度的差異，到達(dá)該點(diǎn)的聲波能量和時(shí)間也不相同，因此我們?cè)谟?jì)算多徑信號(hào)的水深值時(shí)，必須考慮信號(hào)時(shí)延帶來的問題。基于整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)原理

3、，并在分析了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中發(fā)射和接收的水深信號(hào)的特征后，采用WRELAX(多徑信號(hào)時(shí)延估計(jì))算法計(jì)算水深信號(hào)的混合波中直達(dá)波與反射波的分離點(diǎn)，結(jié)合具體的測(cè)量方法算出水深值。數(shù)據(jù)監(jiān)控中心是整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中很重要的組成部分，24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，是管理人員與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)終端溝通的橋梁。數(shù)據(jù)監(jiān)控中心分為數(shù)據(jù)通信、上位機(jī)數(shù)據(jù)處理和WEB應(yīng)用程序這三個(gè)部分。數(shù)據(jù)通信部分主要是設(shè)計(jì)可靠的無(wú)線通信協(xié)議，編寫完善的數(shù)據(jù)收發(fā)程序，通過VHF無(wú)線傳輸模塊將下位機(jī)傳送來的

4、原始水深數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到上位機(jī)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器中。上位機(jī)數(shù)據(jù)處理部分主要是分析處理水深數(shù)據(jù)的原始值，并在上位機(jī)前臺(tái)顯示通過測(cè)量方法計(jì)算出的實(shí)際水深值。WEB服務(wù)部分主要是搭建服務(wù)器平臺(tái)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)和編寫Web應(yīng)用程序，使得客戶端在任何能接入Internet的地方可以隨時(shí)瀏覽到港口航道的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在學(xué)校港池模擬港口現(xiàn)場(chǎng)條件，在接收發(fā)射換能器之間的多種不同距離和不同高度的條件下，進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)測(cè)試，利用水深算法對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理計(jì)算各