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一种脉冲信号到达时差的测量方法技术

技术编号:8833241 阅读:283 留言:0更新日期:2013-06-22 19:50
本发明专利技术提出一种脉冲信号到达时差的测量方法,包括以下步骤:对接收到的第一路脉冲信号和第二路脉冲信号的包络进行平滑滤波;采用固定门限方法检测脉冲,分别记下第一路脉冲信号和第二路脉冲信号各自的前沿、后沿的高于、低于预设的门限值的采样时刻和相应样点值;通过线性插值算法得到第一路脉冲信号和第二路脉冲信号各自的脉冲到达时间和脉冲结束时间;分别计算第一路脉冲信号和第二路脉冲信号的脉冲中间时刻,并相减得到脉冲信号到达时差。根据本发明专利技术实施例的方法,可以有效克服固有偏差,且其估计方差为传统方法的一半,使得时差测量性能明显改善。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号参数估计
,特别涉及。
技术介绍
无源定位技术是指通过被动接收目标辐射源的辐射信号确定其位置的新兴定位技术,且到达观测点之间的到达时差(TDOA, Time difference of arrival)是确定目标福射源的空间几何位置的主要参数之一。脉冲信号在通信、导航以及雷达等方面有着广泛应用,其到达时差测量成为对这类辐射源目标进行无源定位的重要决定因素。脉冲信号到达时差是指其到达两个观测点的到达时间(Τ0Α,Time of arrival)之差。传统方法一般取脉冲视频信号(信号包络)超过检测门限的第一个采样时刻作为其到达时间。然而,实际接收到的辐射源脉冲信号必然受到噪声的干扰,特别是低信噪比条件下,直接包络检波法往往引入较大的TOA测量误差,进而导致观测点之间TDOA的估计误差较大。此外,由于辐射源天线波束的方向特性以及观测点之间相隔一定距离,使得到达各观测点的脉冲幅度存在一定差异,采用固定门限检测方法会导致TDOA估计存在固有偏差。为克服这一问题,现有方法主要采用自适应门限方法,根据脉冲幅度调整门限,但该方法面临双门限检测问题,需要进行初始检测并测量脉冲幅度,实现较为复杂。因此,如何简单、快速、准确地获得脉冲信号到达时差成为无源定位系统工程实现中对脉冲辐射源定位的一个亟待解决的难题。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此,本专利技术的一个目的在于提出。根据本专利技术实施例的方法,可以有效克服固有偏差,且其估计方差为传统方法的一半,使得时差测量性能明显改善。为了实现上述目的,根据本专利技术实施例的包括以下步骤:S1:对接收到的第一路脉冲信号和第二路脉冲信号的包络进行平滑滤波;S2:采用固定门限方法检测脉冲,分别记下所述第一路脉冲信号和第二路脉冲信号各自的前沿、后沿的高于、低于预设的门限值的采样时刻和相应样点值;S3:通过线性插值算法得到所述第一路脉冲信号和第二路脉冲信号各自的脉冲到达时间和脉冲结束时间;S4:分别计算所述第一路脉冲信号和第二路脉冲信号的脉冲中间时刻,并相减得到脉冲信号到达时差。根据本专利技术实施例的,充分利用脉冲的前沿后沿信息,通过脉冲中间时刻相减获得到达时差,克服了脉冲幅度差异引起的固有偏差,对信号包络的平滑滤波处理,减小了随机噪声对到达时间测量的影响,通过脉冲中间时刻相减得到到达时差,进一步减小了其估计方差,达到了简单、方便且快速地对脉冲信号到达时差进行高精度估计的目的。在本专利技术的一个实施例中,所述门限值是根据接收机噪声功率和系统检测性能设定的。在本专利技术的一个实施例中,定义所述门限值为TH,定义所述脉冲信号的前沿低于TH的采样时刻为T0Aa,相应样点值为Aa,后沿高于TH的采样时刻为T0Ea,相应样点值为Ea,前沿高于TH的采样时刻为TOAb,相应样点值为Ab,后沿低于TH的采样时刻为TOEb,相应样点值为Eb,所述步骤S3中的通过线性插值算法得到所述脉冲到达时间TOA和所述脉冲结束时间TOE的公式分别为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脉冲信号到达时差的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:对接收到的第一路脉冲信号和第二路脉冲信号的包络进行平滑滤波;S2:采用固定门限方法检测脉冲,分别记下所述第一路脉冲信号和第二路脉冲信号各自的前沿、后沿的高于、低于预设的门限值的采样时刻和相应样点值;S3:通过线性插值算法得到所述第一路脉冲信号和第二路脉冲信号各自的脉冲到达时间和脉冲结束时间;S4:分别计算所述第一路脉冲信号和第二路脉冲信号的脉冲中间时刻,并相减得到脉冲信号到达时差。

【技术特征摘要】
1.一种脉冲信号到达时差的测量方法,其特征在于,包括以下步骤: S1:对接收到的第一路脉冲信号和第二路脉冲信号的包络进行平滑滤波; 52:采用固定门限方法检测脉冲,分别记下所述第一路脉冲信号和第二路脉冲信号各自的前沿、后沿的高于、低于预设的门限值的采样时刻和相应样点值; 53:通过线性插值算法得到所述第一路脉冲信号和第二路脉冲信号各自的脉冲到达时间和脉冲结束时间; 54:分别计算所述第一路脉冲信号和第二路脉冲信号的脉冲中间时刻,并相减得到脉冲号到达时差。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述门限值...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄振陆建华肖心龙李振强郭智炜赵波
申请(专利权)人:清华大学
类型:发明
国别省市:

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