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基于TIDSP5402的炮弹声源定位系统的硬件设计及算法设计.doc


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文档列表 文档介绍
对地攻击检测评估系统
技术说明书
1系统功能概述
《对地攻击检测评估系统》用于航空炸弹、航空火箭弹、空对地导弹等对地面目标攻击的弹着点进行自动检测。系统可对单点、多点连续对地打击时的弹着点进行自动检测实时报靶,并能显示各种弹着点检测的技战术参数。自动向阵地指挥部传送命中结果,为修改射击诸元提供校验参数,便于各级指挥员对整个实弹射击训练过程进行科学、准确地评估。
2系统主要战技指标
适用范围:航空炸弹 、 航空火箭弹 、空对地导弹及触地爆炸后引起声波的各种炸弹;对单点、多点投射时弹着点进行实时检测报靶。
检测精度:测量范围(500m*500m阵),误差小于5m;测量范围(70m*70m阵),误差小于;
系统响应时间:小于15秒;
两弹、多弹连投最小间隔时间:大于30毫秒;
无线传输:中心工作频率:83G。
发射功率:前置处理器100mW,接收灵敏度:-80dB;
误码率:多重校验,差错重发,趋向于0。
无线传输波特率:1,2,5,11Mbps;
与指挥系统接口:标准接口;
使用环境:35℃常温下相对湿度小于95%, -40℃—+55℃,承受温度为-45℃—+60℃,抗电磁干扰、抗振、防潮;
最大功耗:单机10W ;
供电方式:前置处理器12V蓄电池,中心主机交流220伏;
系统连续工作时间:大于24小时;
设备尺寸(mm):210×150×330;
单机重量:8kg;
3系统构成
对地攻击检测评估系统集声学、数学、电子技术、无线传输、数字信号处理及计算机应用等学科于一体,完成炸弹爆炸后声波的采集、数据无线传输、信号分析处理,通过合理的数学模型计算弹着点的精确位置,同时对打击的结果进行效能评估。
本系统由前置处理子系统、前置环境补偿子系统、无线传输子系统、信号处理子系统、数据处理评估决策子系统组成, 。
对地攻击检测评估系统结构图
前置处理子系统:它将声学传感器接收的声信号转换成电信号,经远程控制放大器放大、A/D转换器转换成数字信号,由DSP芯片进行初步处理、鉴别, 并保存数据,最后通过无线以太网传输给中心主机进行处理。
前置环境补偿子系统:本子系统主要是检测环境参数,即温度、风速和风向,并将测量值通过无线传输子系统传给中心主机,由中心主机评估软件对声速进行修正补偿,以提高系统检测精度。
无线传输子系统: 本子系统将前置处理子系统采集并处理过的数字信号, 实时地传送给中心主机, 进行信号处理和评估。
数字信号处理子系统: 通过采用波谱分析和小波分析对信号进行有效的处理分析, 实现了信号波形的转换, 干扰及噪声剔除, , 并提供给评估决策子系统。
评估决策子系统: 用适当的软件开发工具, 由信号处理子系统得到的每个传感器接收到的炸弹爆炸声的时间, 按合理的数学模型计算出弹着点坐标,并用图形方式显示出来。可实时计算出炸弹的命中率,并将结果存入数据库,供以后查询。
4前置处理子系统
前置处理子系统由声学传感器、可编程信号放大器、A/D转换器、DSP系统、数据存贮器、以太网组件及系统电源部分组成。。
前置处理子系统结构图
声学传感器
声学传感器是将弹着点产生的爆炸声信号转换成同频率的电信号。为了能从各个角度接收不同弹种的爆炸声信号,研制了全向宽带压电换能器,其主要参数为带宽500Hz-28kHz,介电常数
ε≈1700,机电耦合系数Kt≈,接收灵敏度g33≈500×10-3伏·米2/牛顿,居里温度为365℃。
可编程信号放大器
增益可编程信号放大器是将声学传感器接收到的微弱电信号(μV-mV级)放大到0-5V。,电路中采用两级低噪声高输入阻抗放大器TLC2272,电路中2片9c102数字电位器用来改变放大器的增益,由DSP芯片根据中心主机的指令改变增益大小,达到远程控制增益的目的,。
可编程信号放大器原理图
高速A/D转换器
A/D转换器采用16位高速A/D转换器ADS8322,采样频率可达500kHz,它将信号放大器输出的0-5V音频信号转换成0-65535的数字量。。
DSP处理控制
系统的核心器件DSP采用TMS320-5402 芯片 ,它具有高速高精度运算能力、强大的数据通信能力、灵活的可编程性及低功耗设计等特点。原理如图4.

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  • 时间2021-07-25