超短基线(USBL)定位系统是一种水声定位系统,它使用水下声信号来完成水下定位、跟踪和与水下目标通信等任务。随着海洋事业的发展,对水下定位技术的需求越来越大,对定位技术的需求逐渐从浅海到深海、从单目标到多目标、从低精度到高精度的方向发展。多目标定位算法的研究对于海洋事业的发展具有非常重要的意义。本文主要设计超短基线定位系统的数字处理模块的硬件平台,并设计实现多目标定位算法。论文包含两个部分:第一部分,设计实现了信号处理模块的硬件平台,实现了对信号的接收、处理、存储和对系统的控制等功能;第二部分,仿真研究了以Costas跳频信号作为超短基线定位系统的应答信号,并运用相关时延估计算法实现了水下的多目标定位。本论文采用了3片TMS320C6416 DSP芯片和1片Altera公司的CycloneⅤ系列的5CEFA7F27型号FPGA芯片作为核心器件完成超短基线定位系统数字信号处理平台的硬件设计。FPGA主要负责超短基线定位系统的控制指令、信号的存储和传输等功能。3片DSP芯片采用一主二从模式,从片DSP负责接收信号的处理,完成相关时延估计的算法,得到时延信息并上传给主片DSP,主片DSP主要负责PC端和FPGA之间控制指令的转发,将从片DSP的时延信息与GPS和罗经信息结合,从而得到目标的坐标,并上传到PC端。用Costas跳频信号模拟生成接收信号的长序列数据,通过与不同的参考信号做相关处理,来估计目标的相关峰位置。由于Costas跳频信号具有各个目标间的干扰小的特点,因此,Costas跳频信号可以作为应答信号来实现多目标定位。最后,基于时延估计算法编写了多目标定位程序并下载到DSP中,实现了两片DSP分别定位了两个目标。