[發明專利]一種基于相關性求時差的方法

有效

• 申請號: 201610001516.7
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105631149B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 胡建
• 申請（專利權）人: 西南民族大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出一種基于相關性求時差的方法。傳統的基于相關性求時差的方法是采用互相關函數計算兩信號的相關性，得到的時差的準確度與信號采樣率有關，采樣率越高，所得時差的準確度就越高，然而過高的采樣率會增加系統的開銷。針對該問題，本發明使兩信號的采樣周期不相等且均能被它們之間的差值整除，并采用新的式子計算兩信號的相關性和時差。采用本發明的方法，可以在不增加采樣率的條件下提高所求時差的準確度。

技術領域

本發明屬于信號處理領域，特別涉及一種基于相關性求時差的方法。

背景技術

互相關函數是一種計算兩信號相關性的常用方法，其計算式子為，其中S₁和S₂為兩信號的采樣序列，m和n均為整數。互相關函數常被用來分析兩信號的時差，如：文獻《基于信號互相關的無源時差定位技術仿真分析》（《電子信息對抗技術》2010年第2期，P49-54）在多站無源定位中，利用互相關函數提取各站之間的信號時差；文獻《互相關時差分析技術及其應用——以勝利油田三維地震資料連片處理為例》（《石油物探》2010年第1期，P23-29）在三維地震資料連片處理中，利用互相關函數定量描述兩個地震信號的時間延遲；文獻《基于時間互相關的超聲測距信號獲取方法》（《儀表技術與傳感器》2014年第6期，P126,127,130）在超聲測距中，利用互相關函數得到超聲發射與接收信號間的時差；文獻《數字式時差法超聲流量計的設計與實現》（《自動化儀表》2014年第9期，P80-83）在超聲流量計的設計與實現中，利用互相關函數計算順逆流傳播時間差。

基于互相關函數得到的兩信號時差的準確度與信號采樣率有關，采樣率越高，所得時差的準確度就越高。然而過高的采樣率會增加系統的開銷。

發明內容

為了提高兩信號時差計算的準確度，與目前采用增加采樣率的方法不同，本發明內容是使這兩信號的采樣周期不相等且均能被它們之間的差值整除，并采用新的式子計算這兩信號的相關性和時差。

本發明的技術方案為：

步驟1：使兩信號的采樣周期分別為T₁和T₂，T₁不等于T₂，且T₁與T₂之間差值的絕對值△T能夠整除T₁和T₂。對這兩信號進行采樣，分別得到采樣序列S₁和S₂。

步驟2：通過下式計算采樣序列S₁和S₂的相關性：

其中，m和n均為整數。

步驟3：M為得到的所有相關性值中的最大相關峰所對應的m值，通過下式計算這兩信號時差：

該時差值的正和負分別表示采樣序列S₁早于和晚于S₂。