[發(fā)明專利]一種數(shù)據(jù)延拓式相關(guān)的相位差測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410055705.3
• 申請日: 2014-02-16
• 公開（公告）號: CN103926463A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 涂亞慶;沈廷鰲;李明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍后勤工程學(xué)院
• 主分類號: G01R25/00
• 分類號: G01R25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種數(shù)據(jù)延拓式相關(guān)的相位差測量方法，其特征在于：適用對象為任意同頻正弦信號的相位差測量；

該方法包括以下步驟：

第一步：對信號的頻率或周期進行預(yù)估計。假定獲得兩路短時信號的采樣數(shù)據(jù)分別為x＝[x₁，x₂，···，x_N-1，x_N]，y=[y₁，y₂，…，y_N-1，y_N]，P∈Z⁺為一個周期的采樣點數(shù)，周期估計結(jié)果設(shè)為P。

第二步：對數(shù)據(jù)是否整周期進行判斷。假定N除以P的商是k，余數(shù)為M。若m=0，則相關(guān)長度與信號的整周期相匹配，成整數(shù)倍關(guān)系，此時數(shù)據(jù)無需處理。若m＞0，說明相關(guān)長度超過k個周期但未達到k+1個周期。

第三步：進行數(shù)據(jù)處理。可分兩種情況進行數(shù)據(jù)處理：

1)進行數(shù)據(jù)的剔除，即根據(jù)信號的周期性，從采樣數(shù)據(jù)x，y中剔除整周期數(shù)據(jù)外的m個數(shù)據(jù)[x_kP+1，…，x_kP+m]，[y_kP+1，…，y_kP+m]，使相關(guān)長度為整周期，剔除數(shù)據(jù)后的信號序列為：

x_e=[x₁，x₂，…，x_kP]，y_e=Ly₁，y₂，…，y_kP]

2)進行數(shù)據(jù)的延拓，即根據(jù)信號的周期性，從采樣數(shù)據(jù)x，y中查找P-m個數(shù)據(jù)[x_(k-1)P+m+1，…，x_kP]，[y_(k-1)P+m+1，…，y_kP]，將其合并到原數(shù)據(jù)序列x，y之后，使相關(guān)長度為整周期，數(shù)據(jù)延拓后的信號序列為：

x_e=[x₁，x₂，…，x_N，x_(k-1)P+m+1，…，x_kP]，y_e=[y₁，y₂，…，y_N，y_(k-1)P+m+1，…，y_kP]

需要指出的是，針對短時正弦信號，由于獲得信號的采樣數(shù)據(jù)點數(shù)較少，且信號里還帶有噪聲的干擾，通過數(shù)據(jù)剔除調(diào)整信號序列為整周期的辦法可提高算法測量精度，但會減少數(shù)據(jù)本身所帶有的信息量；采用數(shù)據(jù)延拓的辦法，在原有數(shù)據(jù)點數(shù)的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)據(jù)的信息量，在提高算法精度的同時，也可提高算法的抗噪性，其實用性更強。

第四步：利用相關(guān)法計算相位差。把經(jīng)數(shù)據(jù)延拓處理后的信號x_e，y_e分別作自相關(guān)和互相關(guān)運算，再利用互相關(guān)函數(shù)計算出相位差。假定Δθ為兩路信號的相位差，R_xy(0)、R_xx(0)、R_yy(0)分別為x_e，y_e的互相關(guān)和自相關(guān)函數(shù)，則

Δθ=arccos(Rxy(0)Rxx(0)Ryy(0))]]>