【技术实现步骤摘要】
一种多功能测试分析声模拟器的设计与实现方法
本专利技术涉及多功能声模拟器
，特别是涉及一种多功能测试分析声模拟器的设计与实现方法。
技术介绍
海洋环境复杂多变，在海洋信道中信息传递比空气信道更为困难。在大气环境中作为优秀信息传播载体的电磁波，由于其高频的特性，波长较短，在液体介质中传播衰减迅速，作用距离有限，只在一些如水下对接等近距离作业的特殊情况下有所应用，而长距离信息传播只有以声波为载体携带信息这一种途径。声信号在海水介质中有着良好的传播特性，传播距离远，衰减较慢，能量损失小，在水下定位、跟踪、通信、导航等领域起着关键作用。在声纳设备研制的过程中，从设备最初定型后的验证调试阶段到交付使用前最后的检测检验阶段，必定需要大量的外场试验来测试设备在实际应用中的真实性能。在测试试验中使用真实目标对声纳设备进行测试固然可以模拟最实际的工况条件，但也不可避免的要消耗大量资源，同时对于一些时间、空间敏感性目标，使用真实目标进行多次重复试验是不切实际的，所以声模拟器作为一种可通过模拟真实目标的声音特性来对其他声纳设备进行测试及检验...
【技术保护点】
1.一种多功能测试分析声模拟器的设计与实现方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤一：根据功能需求及设计指标要求，设计并实现目标模拟功能模块、信号采集与分析功能模块、复盘分析模块及声线绘制模块；/n步骤二：设计并实现显控界面及辅助功能模块，功能运行时，通过显控界面进行参数配置，启动相应的辅助功能模块帮助声模拟器系统完成既定工作并通过显控界面对运行结果进行显示；/n步骤三：当运行目标模拟功能时，计算机将数据传输至发射机箱，完成信号发射工作；/n步骤四：当运行信号采集与分析功能时，计算机将通过接收换能器采集声信号，计算功率谱并进行降采样处理；/n步骤五：当运行复盘分析或声线绘制...
【技术特征摘要】
1.一种多功能测试分析声模拟器的设计与实现方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤一：根据功能需求及设计指标要求，设计并实现目标模拟功能模块、信号采集与分析功能模块、复盘分析模块及声线绘制模块；
步骤二：设计并实现显控界面及辅助功能模块，功能运行时，通过显控界面进行参数配置，启动相应的辅助功能模块帮助声模拟器系统完成既定工作并通过显控界面对运行结果进行显示；
步骤三：当运行目标模拟功能时，计算机将数据传输至发射机箱，完成信号发射工作；
步骤四：当运行信号采集与分析功能时，计算机将通过接收换能器采集声信号，计算功率谱并进行降采样处理；
步骤五：当运行复盘分析或声线绘制模块时，计算机可无需依赖外部硬件设备，通过本地文件获取必要数据，计算并对结果进行显示。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标模拟功能模块具体操作为：
目标模拟功能模块针对发射换能器完成幅频特性匹配后，按(1)式计算发射信号统计归一化参数：
η＝max{|max[x0(n)]|,|min[x0(n)]|}n∈[0,N0-1](1)
其中η为统计归一化参数，N0为样本信号点数，x0(n)为发射信号；
统计归一化后按(2)式完成发射信号的幅度变换：
其中xN(n)为幅度变换后的信号，N为生成信号点数；
目标模拟所需的经纬度定位信息由与计算机连接的便携式GPS信号接收器通过串口通信上传；发射换能器深度信息由信号发射机箱通过网口通信上传，经由(3)式、(4)式解算得到发射换能器深度；
其中V为压力传感器输出电压，D为深度，Nv为输出电压转换后数值，V0为参考电压。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述信号采集与分析功能模块具体操作为：
信号采集与分析功能模块通过计算机TRS接口利用水听器采集声信号，经由(5)式计算信号功率谱：
其中，A(k)为采集信号快速傅里叶变换后得到的复数组；
为满足采集信号的发射需求，对接收信号通过低通滤波器进行抗混叠滤波及整数倍抽取，完成信号的降采样处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述复盘分析模块具体操作为：
复盘分析模块读取目标的GPS定位信息，通过(6)式和(7)式完成坐标投影转换：
其中，
T＝tg2B；C＝e'2cos2B；A＝(L-L0)cosB；
式中，L为经度，B为纬度，L0为中央经线经度；a、e、k0、FE均为基于卡索夫斯基椭球参数的常数...
【专利技术属性】
技术研发人员：张光普，李娜，付进，邹男，张笑宇，梁国龙，王燕，桑志远，刘馨阳，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23
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