[發明專利]用于直接序列擴頻測距系統信號時延估計方法與實現

無效

• 申請號: 201210483961.3
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103023527A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 趙林軍;劉乃安;付衛紅;梁芳;李丹萍
• 申請（專利權）人: 陜西理工學院;西安電子科技大學
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;H04L25/02;H04B17/00
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種用于直接序列擴頻測距信號空間傳播時延的精確估計方法，適用于直接擴頻測距系統實現測量體與被測體之間的徑向距離測量。本發明所述算法的基本的特征在于：首先，本地偽碼發生器并行輸出多路具有固定相位差的偽碼信號，由相關器對其與待測體返回的直接序列擴頻測距信號同時、分別相關運算；其次，由相關值與偽碼的相對相移量組合構成相關函數曲線上的點，采用“最小二乘”算法擬合一條通過這些點的二次曲線。最后，根據偽碼相關函數具有單峰值的特點，求出擬合所得曲線的峰值位置，根據峰值位置與原點的差，完成信號時延精確部分的估計。

2.一種用于權利1所述算法的實現方案。其基本的特征在于：本地偽碼發生器輸出五路偽碼，其相對移位分別為：0相位、超前3/4偽碼片相位、超前1/4偽碼片相位、滯后3/4、滯后1/4偽碼片相位分別給五個數字相關器；五個數字相關器同時對本地的五個偽碼與接收信號進行相關運算(相關時間長為整數了偽碼周期長)，并將運算結果提供給延時估計器；延時估計器根據五個相關結果采用“最小二乘算法”擬合一條過這五點的二次函數，根據其導函數為零，估計二次函數的極值位置；根據極值位置與原點的關系，估計出信號空間傳播時延的精確部分，實現距離的精測。

3.根據權利要求1所述方法，其特征在于：所使用的算法包括如下步驟：

3a.本地偽碼產生器輸出五路具有相對固定相位差的偽碼信號；本地偽碼與接收到的直擴測距信號互相關，并將相關結果存到地址為y1-y5存儲器單元。相關的時間長為一個偽碼周期或數個偽碼周期。

3b.根據“最小二乘”曲線擬合算法，由y1-y5中的五個相關函數值與對應的本地偽碼相對相移作為互相關函數曲線上的五個點。

3c.根據“最小二乘”曲線擬合算法，擬合過步驟3b所述的五點的一條二次曲線方程P(x)，并搜索其峰值位置，確定信號時延的精確值。

4.根據權利要求1所述，其特征在于：基于“最小二乘”曲線擬合算法，直擴測距信號空間傳播時延精確估計包括一下步驟：

4a.按照步驟3a所述，五路本地偽碼發生器產生的偽碼的相對相位分別為：-3/4chip(滯后)、-1/4chip(滯后)、0(當前)、+1/4chip(超前)和+3/4chip(超前)。

假設測距偽碼(PN)周期為N，每chip有L采樣，則一個周期的樣點總數為M(M＝L·N)個。每路本地偽碼與直接擴頻測距接收信號的相關運算按式(1)，

yi=1MΣk=0M-1r(k)·PN(k+k1),i=1,2,···,5---(1)]]>進行。

4b.按照步驟3b所述，相關函數曲線上的五個坐標點按如下方式確定：(-3/4，y₁)、(-1/4，y₂)、(0，y₃)、(1/4，y₄)和(3/4，y₅)。

4c.按照步驟3c所述的的曲線方程按設為：p(x)＝a₀x⁰+a₁x¹+a₂x²，則其中的待定系數(a₀，a₁，a₂)，根據最小二乘算法按式(2)，

Σi=15xi0Σi=15xi1Σi=15xi2Σi=15xi1Σi=15xi2Σi=15xi3Σi=15xi2Σi=15xi3Σi=15xi4a0a1a2=Σi=15y1xi0Σi=15y1xi1Σi=15y1xi2---(2)]]>

進行。測距信號的空間傳播時間的精確部分按式(3)，

τ=-a12a2---(3)]]>進行估計。

5.根據權利要求2所述算法的實現方法，其特征在于：偽碼時鐘產生器(10)接本地偽碼發生器(9)，本地偽碼發生器(9)輸出五路信號給偽碼相關器(5)，偽碼相關器(5)輸出結果給存儲器(6)，曲線擬合器(7)取存儲器(6)中對應單元的數據y₁-y₅，曲線擬合器(7)輸出接延時估計器(8)。