本文以明渠流量测量产品样机研制项目为背景,研究信号处理方法及其在嵌入式系统实现中理论与技术问题,主要包括以下几个部分:1、流量测量方法分析及目前所选方法的误差分析简单的介绍了流量的一些测量方法,介绍所选方法—水声信号流量测量方法的优点及如何通过水流速和水深得到流量值。从理论上分析所选方法误差的产生原因。包括测速公式的分析,超声波波束的分析,水流分析,温度的影响,频率估计的误差,主频干扰及回波相位的影响等等。2、多普勒频率估计方法研究水速的获得是通过多普勒频偏得到的,为了得到更加精确的水速,就要提高多普勒频率估计的精确度。首先,要将噪声和干扰(电路热噪声、电路中的串扰信号,水中的噪声等)等会引起多普勒估计误差降到最低。在硬件上做阻抗匹配处理将干扰减小,然后引入了“改进的谱减法”方法,将这些噪声降低;其次,针对FFT引起的频谱泄露及由于采样引起的栅栏效应而导致的谱峰偏移,引入了离散频谱校正及全相位频谱分析方法,并对频谱校正的几种方法进行了仿真比较。3、稳健的深度测量方法研究对于测深方法的改善。针对二次回波采取了相应解决方法;浅水处理方法;针对欠采样下的回波相位的不确定性,对匹配滤波做了分析,找到了一种在原始方法上的自适应匹配;通过引入多重相关法,来提高匹配精度。4、嵌入式系统实现介绍了系统的硬件组成及软件实现。信号发射与接收、数据采集、数据处理及存储,与上位机的通信并编写了简单界面以便观察测量数据。5、实验验证及流量标定本部分包括的内容为:将上述阐述的理论进行仿真验证研究,通过实验验证来证明改进方法的可行性。将超声波流量计测得的流量与简易的流量标定系统做比较,达到“预标定”的目的。