在当前积极探测开发海洋和保护海洋的背景下,水下定位和导航技术在水下工作中尤为重要。水下传导电流场理论广泛应用在水下环境等导电媒质中的通信、遥测及监测等领域,在特殊场合,水下电流场理论有着不可比拟的优势。考虑到已有水下定位技术的硬件设备体积庞大,功能复杂和水下视觉在深海或浑浊环境下定位困难等劣势,本文提出了基于水下电流场的弱电鱼仿生定位技术。本文按照由介绍应用背景和进行理论研究,到硬件软件系统搭建,再到进行初期实验并得出结论的顺序进行阐述,本文的主要研究方向和工作内容如下:1.对水下电流场理论的传播特性进行研究并构建数学模型,并对所构建的数学模型的主要参数进行仿真,使接收角度、接收距离对接收电压的影响直观体现在仿真图上。2.研究弱电鱼的感知电场的特性,介绍弱电鱼仿生的水下定位原理。将水下电流场看做是静电场或者恒流场,应用它们的对偶原理对弱电鱼仿生定位系统进行数学模型的构建。根据定位原理和仿真曲线,确定了发射电极和接收电极的相对位置。3.对上述水下定位系统搭建软硬件平台,主要包括数字处理部分、功率放大部分、接收滤波部分、系统电源部分的硬件电路板设计及实现。其中数字部分是以FPGA和DSP为核心,主要围绕FPGA及外围电路的配置,控制AD芯片采集数据、控制DA芯片发射数据、与PC的串口通信、与DSP的异步数据传输等。其余部分的实现在本论文中也有较为详细的阐述。4.本文为弱电鱼仿生定位系统设计了专用的上位机图形显示界面。PC机显示部分通过Lab VIEW软件进行编译,能够使测量结果以图形化的方式呈现在PC机上,使分析数据更加直观方便。