The invention relates to a method for measuring propagation delay of underwater measurement, which is used to solve the problem that the traditional method for measuring the propagation delay of the acoustic signal by the non response type has the disadvantages of low reliability and high delay measurement error. The method of the invention has the advantages of wideband HFM signal anti Doppler effect, high time resolution and M direct sequence spread spectrum modulation and good anti noise performance of the combined effect of the method can be used effectively against the Doppler effect and the channel noise, with low processing complex measurement performance was reliable. The method of the invention has the advantages of high measuring precision, strong anti interference ability of the underwater acoustic channel, low processing complexity and good reliability. In view of the above reasons, the invention can be applied to underwater acoustic navigation, positioning and underwater acoustic communication.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水声导航、定位和水声通信领域,特别是关于一种水下测量传播时延的方法。
技术介绍
随着海洋资源的开发以及国防建设的需要,在水下AUV(AutonomousUnderwaterVehicle,自主式水下航行器)/UUV(UnmannedUnderwaterVehicle,无人水下航行器)航行导航、水下打捞定位、水下对接导引等应用场景对于广播式多用户(类似GPS)水下导航和定位的需求日益迫切。非应答式测量声信号传播时延是实现广播式多用户水下导航、定位功能的基础。传统的非应答式测量声信号传播时延的方法虽然也采用了大带宽时间积的宽带信号(如线性调频、双曲调频信号),但在有强多普勒效应和大背景噪声干扰的水声信道条件下,存在可靠性低,延时测量误差高的缺点。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中存在的不足,本专利技术的目的是提供一种非应答式水下测量声信号传播时延的方法,该方法将宽带双曲调频信号抗多普效应、时间分辨率高、以及m序列直接扩频调制抗噪声性能好的优点相结合,采用该方法可以有效对抗信道多普勒效应和噪声的影响,以较低的处理复杂度获得可靠的测量性能。为达到上述目的,本专利技术主要提供如下技术方案:一种水下测量传播时延的方法,它包括以下步骤:首先,在信号发射端:11)在信号发射端获取当前本地同步时钟时间戳信息Ttx0;12)根据Ttx0和延后固定时间td得到发射信号时刻同步时钟时间戳信息Ttx=Ttx0+td,针对Ttx进行m序列直接扩频调制,并结合复合双曲调频信号生成发射信号TxSignal;13)信号发射端利用本地同步时钟脉冲信号达到Ttx时刻的跳变 ...
【技术保护点】
一种水下测量传播时延的方法,它包括以下步骤:首先,在信号发射端:11)在信号发射端获取当前本地同步时钟时间戳信息Ttx0;12)根据Ttx0和延后固定时间td得到发射信号时刻同步时钟时间戳信息Ttx=Ttx0+td,针对Ttx进行m序列直接扩频调制,并结合复合双曲调频信号生成发射信号TxSignal;13)信号发射端利用本地同步时钟脉冲信号达到Ttx时刻的跳变沿触发TxSignal发射;其次,在信号接收端:21)根据复合双曲调频信号特征进行信号到达时间及多普勒系数估计;22)对报文数据信号进行m序列直接扩频数据解调,获得发射信号时刻同步时钟时间戳信息Ttx,并根据接收报文数据长度计算发射信号时间长度Tsignal;23)获取信号接收端在获得发射信号时刻同步时钟时间戳信息Ttx时,本地同步时间戳信息Trx、本地计时器读数T′rx以及发射信号到达起始时间Tbuffer,并根据下式计算得到最终的传播时延估计值Δt:Δt=Trx+T′rx‑(Tsignal+Tbuffer)‑Ttx。
【技术特征摘要】
1.一种水下测量传播时延的方法,它包括以下步骤:首先,在信号发射端:11)在信号发射端获取当前本地同步时钟时间戳信息Ttx0;12)根据Ttx0和延后固定时间td得到发射信号时刻同步时钟时间戳信息Ttx=Ttx0+td,针对Ttx进行m序列直接扩频调制,并结合复合双曲调频信号生成发射信号TxSignal;13)信号发射端利用本地同步时钟脉冲信号达到Ttx时刻的跳变沿触发TxSignal发射;其次,在信号接收端:21)根据复合双曲调频信号特征进行信号到达时间及多普勒系数估计;22)对报文数据信号进行m序列直接扩频数据解调,获得发射信号时刻同步时钟时间戳信息Ttx,并根据接收报文数据长度计算发射信号时间长度Tsignal;23)获取信号接收端在获得发射信号时刻同步时钟时间戳信息Ttx时,本地同步时间戳信息Trx、本地计时器读数T′rx以及发射信号到达起始时间Tbuffer,并根据下式计算得到最终的传播时延估计值Δt:Δt=Trx+T′rx-(Tsignal+Tbuffer)-Ttx。2.根据权利要求1所述的一种水下测量传播时延的方法,其特征在于:所述步骤12)中,m序列直接扩频调制的同步时钟时间戳信息由帧头数据循环前缀、帧头数据、报文数据以及报文数据CRC校验和组成。3.根据权利要求2所述的一种水下测量传播时延的方法,其特征在于:所述步骤12)包括以下步骤:121)对获得的Ttx0延后固定时间td得到发射信号时刻同步时钟时间戳信息Ttx=Ttx0+td;122)对Ttx信息进行m序列直接扩频调制,形成同步时钟时间戳信息,其中,m序列直接扩频调制的同步时钟时间戳信息由帧头数据循环前缀、帧头数据、报文数据以及报文数据CRC校验和组成;123)将同步时钟时间戳信息结合复合双曲调频信号生成发射端发射信号TxSignal。4.根据权利要求3所述的一种水下测量传播时延的方法,其特征在于:所述步骤123)中的复合双曲调频信号,其由2个不同参数的双曲调频信号线性叠加而成:S(t)=S1(t)+S2(t)其中,为其中一个双曲调频信号的下限频率,为该双曲调频信号的上限频率,为其中另一个双曲调频信号的下限频...
【专利技术属性】
技术研发人员:陆毅,潘瑜,裴明旭,陶为戈,刘晓杰,罗印升,沈琳,吴访升,刘波,
申请(专利权)人:江苏理工学院,
类型:发明
国别省市:江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。