一种基于插值计算的高精度时差测量系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于插值计算的高精度时差测量系统，包括：数据处理单元，基于获取的数据信号中的至少两路脉冲信号进行平滑滤波，得到脉冲信号对应的时间差估算值；分析处理单元，基于获取的数据信号中的脉冲信号，并根据获取得时间差估算值，以及系统预设的额定时间差估算值和相位差估算值之间的对应关系，确定脉冲信号的相位差估算值；校正单元，用于对于数据信号的至少两路脉冲信号中，并对同一时间段内的对两路脉冲信号进行一致性校正。该发明专利技术提供的基于插值计算的高精度时差测量系统，通过联合测向处理运算可以更加精确的拟合出关于时间差的一次曲线，获得更高精度的曲线斜率，提高了时间差的估计精度。提高了时间差的估计精度。提高了时间差的估计精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于插值计算的高精度时差测量系统


[0001]本专利技术涉及信号处理
，具体涉及一种基于插值计算的高精度时差测量系统。

技术介绍

[0002]目标利用多个已知辐射源的信号对自身进行定位的典型应用就是GPS全球卫星定位系统，它的主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时的导航服务。但是由于辐射源信号形式已知，接收机极容易受到电磁干扰，导致定位性能降低。另外，GPS接收机的响应时间相对较长，当目标处于高速、高旋、高过载的情况下。
[0003]而声阵列被动定位是一种利用目标音频信号来实现定位的探测技术，声音是典型的机械波，能够绕过障碍物传播，不容易受地形条件的影响。由于系统采用被动方式工作，具有很强的隐蔽性。但是声阵列定位系统的不足之处是探测范围比较小，只有当运动目标进入一定的范围内，阵列内的声传感器才能探测到音频信号，进而实现定位，因此具有局限性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于插值计算的高精度时差测量系统，用于解决上述问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于插值计算的高精度时差测量系统，包括：
[0006]数据处理单元，基于获取的数据信号中的至少两路脉冲信号进行平滑滤波，得到所述脉冲信号对应的时间差估算值；
[0007]分析处理单元，基于获取的所述数据信号中的所述脉冲信号，并根据获取得所述时间差估算值，以及系统预设的额定时间差估算值和相位差估算值之间的对应关系，确定所述脉冲信号的相位差估算值；
[0008]校正单元，用于对于所述数据信号的至少两路脉冲信号中，并对同一时间段内的对两路脉冲信号进行一致性校正，得到两路所述脉冲信号之间的时相校准系数，然后再通过所述时相校准系数对两路脉冲信号对应的时间差估算值和相位差估算值进行校正，分别得到时间差测量值和相位差测量值；
[0009]效验单元，用于对于所述数据信号的至少两路脉冲信号，根据所述两路脉冲信号对应的时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，对校准时间数据给定判断。
[0010]作为优选的，所述数据信号至少包括两路脉冲信号中的每两路脉冲信号。
[0011]作为优选的，所述时间差估算值计算公式如下：
[0012][0013]其中，τ表示时间差估算值，P表示F
(m)
的谱线峰值，i表示F
(m)
区间插值的个数，F
(m)
表示离散傅里叶变换运算。
[0014]作为优选的，所述时间差估算值处理，基于对于所述数字信号类型的至少两路脉冲信号中的每两路脉冲信号，根据所述两路脉冲信号对应的时间差测量值，利用曲面拟合算法对所述时间差测量值进行插值运算，得到多个差值点，并根据多个所述差值点确定一个开口向上的二次曲面，基于所述二次曲面，得到时间差测量值组，公式如下：
[0015][0016]其中，为相位差理论值与所述相位差测量值之间的误差，Δτ为时间差理论值与所述时间差测量值之间的误差；
[0017]基于上述公式，确定确定多个所述插值点的相位差测量值组，公式如下：
[0018][0019]其中，γ(θ)表示相似度函数，表示相位差测量值，表示第i个插值对应的相位差理论值，i表示插值个数。
[0020]作为优选的，基于获取的所述相位差测量值组以及所述时间差测量值组进行计算获取确定模糊值k，公式如下：
[0021][0022]其中，θ表示测向角度值，表示相位差测量值，d表示两个分布式天线阵元之间的距离，λ表示所述脉冲信号的波长，arccos表示反余弦运算。
[0023]作为优选的，两个所述分布式天线阵元之间的间距，基于获取的所述差测量值和所述相位差测量值代入系统预设的额定值域角度对照表内以获取测向角度。
[0024]作为优选的，所述相位差估算值，基于获取的每两路所述脉冲信号，对两路所述脉冲信号进行FFT变换，得到变换后的两路所述脉冲信号，然后在频域上对两路所述脉冲信号进行共轭相乘。
[0025]在上述技术方案中，本专利技术提供的一种基于插值计算的高精度时差测量系统，具备以下有益效果：通过联合测向处理运算可以更加精确的拟合出关于时间差的一次曲线，获得更高精度的曲线斜率，提高了时间差的估计精度。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术实施例提供的单元结构示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]如图1所示，一种基于插值计算的高精度时差测量系统，包括：
[0030]实施例一
[0031]数据处理单元，基于获取的数据信号中的至少两路脉冲信号进行平滑滤波，得到脉冲信号对应的时间差估算值；
[0032]分析处理单元，基于获取的数据信号中的脉冲信号，并根据获取得时间差估算值，以及系统预设的额定时间差估算值和相位差估算值之间的对应关系，确定脉冲信号的相位差估算值；
[0033]校正单元，用于对于数据信号的至少两路脉冲信号中，并对同一时间段内的对两路脉冲信号进行一致性校正，得到两路脉冲信号之间的时相校准系数，然后再通过时相校准系数对两路脉冲信号对应的时间差估算值和相位差估算值进行校正，分别得到时间差测量值和相位差测量值；
[0034]效验单元，用于对于数据信号的至少两路脉冲信号，根据两路脉冲信号对应的时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，对校准时间数据给定判断。
[0035]其中的，数据信号至少包括两路脉冲信号中的每两路脉冲信号。
[0036]实施例二
[0037]时间差估算值计算公式如下：
[0038][0039]其中，τ表示时间差估算值，P表示F
(m)
的谱线峰值，i表示F
(m)
区间插值的个数，F
(m)
表示离散傅里叶变换运算。
[0040]实施例三
[0041]时间差估算值处理，基于对于数字信号类型的至少两路脉冲信号中的每两路脉冲信号，根据两路脉冲信号对应的时间差测量值，利用曲面拟合算法对时间差测量值进行插值运算，得到多个差值点，并根据多个差值点确定一个开口向上的二次曲面，基于二次曲面，得到时间差测量值组，公式如下：
[0042][0043]其中，为相位差理论值与相位差测量值之间的误差，Δτ为时间差理论值与时间差测量值之间的误差；
[0044]基于上述公式，确定确定多个插值点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于插值计算的高精度时差测量系统，其特征在于，包括：数据处理单元，基于获取的数据信号中的至少两路脉冲信号进行平滑滤波，得到所述脉冲信号对应的时间差估算值；分析处理单元，基于获取的所述数据信号中的所述脉冲信号，并根据获取得所述时间差估算值，以及系统预设的额定时间差估算值和相位差估算值之间的对应关系，确定所述脉冲信号的相位差估算值；校正单元，用于对于所述数据信号的至少两路脉冲信号中，并对同一时间段内的对两路脉冲信号进行一致性校正，得到两路所述脉冲信号之间的时相校准系数，然后再通过所述时相校准系数对两路脉冲信号对应的时间差估算值和相位差估算值进行校正，分别得到时间差测量值和相位差测量值；效验单元，用于对于所述数据信号的至少两路脉冲信号，根据所述两路脉冲信号对应的时间差测量值和相位差测量值进行联合测向处理运算，对校准时间数据给定判断。2.根据权利要求1所述的一种基于插值计算的高精度时差测量系统，其特征在于，所述数据信号至少包括两路脉冲信号中的每两路脉冲信号。3.根据权利要求1所述的一种基于插值计算的高精度时差测量系统，其特征在于，所述时间差估算值计算公式如下：其中，τ表示时间差估算值，P表示F
(m)
的谱线峰值，i表示F
(m)
区间插值的个数，F
(m)
表示离散傅里叶变换运算。4.根据权利要求1所述的一种基于插值计算的高精度时差测量系统，其特征在于，所述时间差估算值处理，基于对于所述数字信号类型的至少两路脉冲信号中的每两路脉冲信号，根据所述两路脉冲信号对应的时间差测量值，利用曲面拟合算法对所述时间差测量值进行插值运算，得到多个差值点，并根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志强，邵震洪，
申请(专利权)人：南京天际易达通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：